Характеристики ламп накаливания: Характеристики ламп | Световое Оборудование

Содержание

Основные характеристики энергосберегающих ламп, галогенных и ламп накаливания

Напряжение питания — напряжение электрической сети, необходимое для зажигания и стабильной работы лампы. Измеряется в вольтах (В).

Мощность— электрическая мощность, потребляемая лампой. Единица измерения мощности осветительного прибора — ватт (Вт).

Световой поток — один из важнейших показателей эффективности светового действия. Мощность излучения сама по себе еще не гарантирует яркости света: ультрафиолетовое или инфракрасное излучение, каким бы мощным оно ни было, человеческим глазом не воспринимается. Сила светового потока определяется как отношение мощности излучения к его спектральному составу. Измеряется в люменах (лм).

Световая отдача — с точки зрения энергосбережения, ключевой параметр эффективности источника света. Он показывает, сколько света вырабатывает та или иная лампа на каждый ватт израсходованной на нее энергии.

Световая отдача измеряется в лм/Вт. Максимально возможная отдача равна 683 лм/Вт и теоретически может существовать только у источника, преобразующего энергию в свет без потерь. Световая отдача ламп накаливания составляет всего 10-15 лм/Вт, а люминесцентных ламп уже приближается к 100 лм/Вт.

Уровень освещенности — параметр, определяющий, насколько освещена та или иная поверхность данным источником освещения. Зависит от мощности светового потока, от расстояния источника света до освещаемой поверхности, от отражающих свойств этой поверхности и ряда других факторов. Единица измерения — люкс (лк). Эта величина определяется как отношение светового потока мощностью в 1 лм к освещенной поверхности площадью 1 кв.м. Иными словами, 1 лк = 1лм/кв.м. Приемлемая для человека норма освещенности рабочей поверхности по российским стандартам составляет 200 лк, а по европейским достигает 800 лк.

Цветовая температура — важнейший качественный параметр, определяющий степень естественности (белизны) света, испускаемого лампой. Измеряется по температурной шкале Кельвина (К). Цветовую температуру можно условно разделить на тепло-белую (менее 3000 К), нейтрально-белую (от 3000 до 5000 К) и дневную белую (более 5000 К). В жилых интерьерах обычно используют лампы теплого тона, способствующие отдыху и расслаблению, а в офисных и производственных уместны более холодные лампы. Наиболее естественная, а значит, и комфортная для человека, цветовая температура лежит в диапазоне 2800-3500 К.

Индекс цветопередачи — относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы. Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света (т.е. идеально передающего цвет предметов) принят за 100. Чем ниже этот индекс у лампы, тем хуже ее цветопередающие свойства. Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100 Ra.

Эксплуатационные характеристики — к важнейшим параметрам эффективности различных типов ламп относятся также средний срок службы, скорость включения и гарантированное число включений, конструктивные особенности исполнения (используемая арматура, разъемная/неразъемная конструкция, совместимость с разными типами патронов, габариты и дизайн изделия). От этих характеристик зависят расходы на эксплуатацию, которые вместе с продажной ценой определяют уровень рентабельности лампы.


Внимание! При полном или частичном копировании материалов данной статьи или другой информации с сайта www.electromirbel.ru, обязательно наличиеактивной ссылки, ведущей на главную страницу www.electromirbel.ru или на страницу с копируемым материалом. Гиперссылка не должна быть запрещена к индексации поисковыми системами (например, с помощью тегов noindex, nofollow и т.д.)!!!


Лампы накаливания общего и местного применения

Лампы накаливания общего назначения – на складе в Перми

Лампы накаливания общего назначения – это наиболее массовый источник света для организации искусственного освещения.

Основным источником света ламп накаливания является  светящийся элемент – тело накала – проводник, который нагревается до высокой температуры и светится от полученного тепла. Основной материал, используемый в качестве нити накала – вольфрам и сплавы на его основе. Лампы накаливания общего применения вкручиваются в светильник при помощи резьбового соединения.

Лампы накаливания местного освещения по конструкции схожи с лампами общего применения, но рассчитаны на более низкое напряжение – 12, 24, 36В. В основном лампы накаливания типа МО применяются в ручных или переносных светильниках, а также в светильниках для создания местного освещения рабочих мест и различного технологического оборудования. Средний срок службы таких ламп составляет порядка 1000 часов. Технические характеристики ламп накаливания приведены  в таблице.

Основные преимущества ламп накаливания:

  •  Небольшая стоимость;
  • Компактные размеры;
  • Мгновенное зажигание;
  • Возможность работы на переменном и на постоянном токе;
  • Исключение гудения и мерцания при работе;
  • Широкий диапазон выбора выбора ламп на разное напряжение;
  • Спектр излучения непрерывен;
  • Устойчивость к воздействию низких температур;
  • Отсутствие токсичности.

Технические характеристики ламп накаливания общего назначения

Тип лампы Напряжение на лампе, В Мощность, Вт Световой поток, Лм Срок службы, ч Тип цоколя
Б 220-230-40 225 40 430 1000 E27
Б 220-230-60 225 60 730 1000 E27
Б 220-230-75 225 75 960 1000 E27
Б220-230-95 225 95 1380 1000 E27

Технические характеристики ламп накаливания местного освещения

Тип лампы Номинальное напряжение, В Номинальная мощность, Вт Световой поток, Лм Тип цоколя
МО 12-40 12 40 600 Е27
МО 12-60 12 60 1000 Е27
МО 36-25 36 25 300 Е27
МО 36-40 36 40 580 Е27
МО 36-60 36 60 950 Е27
МО 36-100 36 100 1590 Е27

Ассортимент ламп накаливания на нашем складе очень разнообразен.

Мы готовы поставить продукцию как российских так и зарубежных производителей ламп различной мощности. Звоните нам и наши специалисты помогут Вам с выбором.

Технические характеристики автомобильных ламп

Автомобильное освещение – это повышенная безопасность на дороге. В систему автомобильного света входит как внешнее, так и внутреннее освещение. Таким образом, в нынешнее время существует большое количество разновидностей ламп, а именно:

Каждый лампа предполагает монтаж в специально отведенное для нее место, обладая такими характеристиками, как тип монтажного цоколя, мощность, напряжение и самое главное, что обеспечивает безопасность – это яркость или же сила света. Яркость ламп обеспечивает качественное освещение дорожного полотна, характеризуется охватом территории, протяженностью. От яркости зависит ваша безопасность и соответственно чем она выше сила света, тем большую защищенность приобретает водитель транспортного средства.

Следуя из этого, мы представляем вам подробную характеристику существующих и распространенных автомобильных ламп и их параметры.

Характеристики автомобильных ламп

Место монтажа Вид лампы Тип лампы Монтажный цоколь Напряжение источника (В) Мощность лампы (Вт) Яркость(Лм)
Ближний/дальний Старая лампа накаливания R2 P45t-41 6 45/40 400-550
12 45/40
24 55/50
Противотуманки, дополнительные фары, ближний/дальний свет для четырехфазных систем Галоген Н1 P14. 5e 6 55 1350
12 55 1550
24 70 1900
Дальний и ближний свет головной оптики Галоген Н2 X511 6 55 1300
12 55 1800
24 70 2150
Противотуманные и дополнительные фары Галоген Н3 PK22s 6 55 1050
12 55 1450
24 70 1750
Ближний и дальний режим Галоген Н4 P43t-38 12 60/55 1000-1650
24 75/70 1200-1900
Для четырехфарных систем ближний/дальний режим Галоген Н7 PX26d 12 55 1500
Дальний режим для систем с четырьмя фарами Галоген НВ3 P20d 12 60 1900
Стоп-сигналы, задние фонари, противотуманки (задние) Светодиоды P21W BA15s 6 21 460
PY21W 12
Стоп-сигнал Светодиоды P21/5W BAY15d 6 21/5 440/35
PY21W 12 21/5 440/35
24 21/5 440/40
Задние и передние габариты Светодиоды P5W BA15s 6 5 50
12
24
Задние габариты Светодиоды R10W BA15s 6 10 125
12
24
Подсветка государственного номера, задние габариты Светодиоды C5W SV8. 5 6 5 45
12
24
Лампы для заднего хода Светодиоды C21W SV8.5 12 21 460
Передние габариты Светодиоды T4W BA9s 6 4 35
12
24
Передние габариты, государственный номер Светодиоды W5W W2. 1×9.5d 6 5 50
12
24
Государственный номер, передние габариты Светодиоды W3W W2.1×9.5d 6 3 22
12
24
Ближний для четырехфарной системы Ксенон D1S PK32d-2 12 35 3200
Ближний для четырехфарной системы Ксенон D2S P32d-2 12 35 3200
Ближний для четырехфарной системы Ксенон D2R P32d-3 2 35 2800

Примечания:

Это система, которая состоит из четырех фар, имеющих размер 130 мм. Она располагаются попарно, то есть по 2 на каждую фару – правую и левую.
В таблице приводятся самые распространенные и часто используемые типы ламп, соответственно, этот список нельзя считать максимально полным.

Основные типы цоколей автоламп

Отметим, что на сегодняшнее время самым популярным среди всех видов автомобильных ламп является ксенон, обладающий максимальной эффективностью, яркостью и позволяющий обеспечить лучшую заметность на дороге. Светодиоды также имеют актуальность, но используются только в качестве дополнительной системы освещения. В головной оптике используются очень редко, поскольку до сих пор находятся на стадии доработки. Галогеновое освещение – это стандартные лампы, которыми комплектуют большинство автомобилей еще на заводе, и они до сих пор сохраняют свою актуальность. Дело в том, что ксенон устанавливается преимущественно в дорогие машины, а его установка в галогеновую оптику не всегда разрешена или же является проблемной. Стоит заметить, что ксенон дорогой и многокомпонентный, а поэтому до сих пор не может вытеснить галогеновое освещение.

При выборе ламп стоит учитывать:
  • Вид лампы – галоген, ксенон, светодиоды.
  • Назначение – в головную оптику, для наружного дополнительного освещения или же для внутреннего монтажа в салон и т. д.
  • Цоколь – очень важно, чтобы он соответствовал монтажному штатному разъему вашего автомобиля.
  • Производитель – лучше выбирать именитые фирмы с хорошей репутацией и длительностью работы в сфере автомобильного освещения.
  • Характеристики – мощность, напряжение, световой поток или же яркость, цветовая температура.
  • Эксплуатационный срок – самый большой у ксенона для головной оптики и у светодиодов, которые используются в качестве дополнительного освещения.

Помните, что от выбранной лампы зависит не только качество света, но и ваша собственная безопасность, особенно, если это касается головной оптики.

виды, характеристики, устройство лампы, строение, принцип работы

ЛН полюбились многим людям за счет легкости в использовании. Они имеют различные цветовые режимы, как холодные оттенки, так и теплые. В этой статье говорится о том, что такое лампа накаливания, где чаще применяется и из чего состоит.

Достоинства и недостатки

В настоящее время существует множество осветительных приборов. Большинство из них производятся в последние несколько лет с использованием высоких технологий, но классическая ЛН всё равно имеет множество плюсов или совокупность параметров, которые будут более подходящими при правильном использовании:

  • достаточно низкая цена;
  • устойчивость к различным температурам;
  • моментальное зажигание;
  • не мерцают;
  • имеют разные режима света.
Как выглядит классическая ЛН

Но, к сожалению, лампы накаливания имеют свои минусы:

  • основной недостаток — это достаточно пониженный КПД. У лампочек в 100 Вт КПД будет примерно 17 %, у изделий 60 Вт эта цифра будет всего лишь 5 %. Одним из методов увеличения КПД будет поднятие температуры накала, но в таком случае срок службы заметно снизится;
Спираль для лампы накаливания
  • малый срок службы;
  • повышенная температура поверхности сосуда, которая может быть у 100Вт лампочки до 250°С. Это повышает риск возникновения возгораний или взрыва ламп;
  • чувствительность к окружающей среде;
  • применение термостойкой арматуры.

Ниже подробно описаны виды и характеристики ламп накаливания.

Характеристики

Одним из основных параметров лампочек с телом накала будет мощность, указываемая в ваттах. Назначение ламп различное, поэтому диапазон выбора большой — от 0,1 Вт «светильник» до 23 тыс. Вт прожекторов для аэродромов.

В быту применяют слабомощные лампочки, обычно от 15 Вт до 200 Вт, а на производстве используют лампы мощностью до 2000 Вт.

Качество светового луча и уровень рассеивания регулируются материалом производства сосуда.

Автомобильная лампочка

Наибольшая светопередача присуща для изделий с прозрачным стеклом, потому что они не поглощают свет. Матовая поверхность лампы поглощает 5% световых лучей, а белая — 15%.

Размер лампочек накаливания может быть от 60 мм до 130 мм. Зависит от сферы применения.

Принцип работы

Во время прохождения электрическим током через спираль, она быстро раскаливается до высоких температур почти до 2500 градусов. Это происходит из-за того, что спираль обладает высоким сопротивлением току и на прохождение его уходит большое количество энергии.

Тепло нагревает металл (вольфрам), и начинается свечение лампы. Поскольку внутри лампы нет кислорода, то вольфрам не окисляется.

Таблица температуры цвета

КПД лампы накаливания 100 Вт старого образца, где роль тела накала играл стержень из угля, был намного меньше, чем у последних моделей. Это объясняется дополнительными расходами на конвекцию. Спиральные тела накала обладают более пониженным процентом таких потерь.

Температура лампы накаливания

Температура ламп накаливания может быть до 3200 градусов по Цельсию.

Обратите внимание! Температура, при которой вольфрам начинает плавиться, будет 3500 градусов. Стандартная температура ЛН не может привести в действие этот процесс. В случае, вольфрам начинает плавиться, то лампочка может взорваться, поэтому необходимо следить за этим.

Виды ламп

Лампы накаливания подразделяются на несколько видов:

Декоративные модели лампочек
  • вакуумные;
  • аргоновые либо азотно-аргоновые;
  • криптоновые;
  • галогенные с подключенным отражателем инфракрасного света внутри лампочки, что повышает КПД;
  • с покрытием, необходимым для преобразования инфракрасного света в видимый спектр.

Общего, местного предназначения

Характеристики ЛН общего предназначения прописаны в ГОСТе 2239-79. Эти лампочки используются для подключения в светильники основного освещения бытовых и общественных мест, а также уличного пространства.

Основное напряжение может быть 127 и 220 В. Ассортимент изделий делится на группы в зависимости от типов тела накала (спираль либо биспираль) и среды (вакуумные, газовые).

Правильное хранение изделия

Форма сосуда, метод установки, марка изделия и вид цоколя подбираются из соображений стоимости, практичности технологи, минимум на 100 часов работы. Нужно подчеркнуть, что в последние годы эффективность таких ламп оценивается по множеству характеристик.

ЛН местного предназначения, выпускается под ГОСТом 1182-78, напряжение не должно быть выше 36 В, а для производственных помещений, где есть легкогорючие вещества — 12 В. Мощность лампочек местного назначения ограничена и будет 15, 25, 40 и 60 Вт. Время службы каждой лампы накаливания должен быть не меньше 75% средней продолжительности свечения.

Для уличного освещения берутся более мощные лампы, чтобы не приходилось каждый месяц-два менять их. Так как это достаточно трудоемкий процесс.

Иллюминационные лампы на 15 Вт

Декоративные

Декоративные лампочки могут быть различных форм, круглые, овальные, спиральные и так далее. Источником излучения будет вольфрамовая нить. С помощью него в помещении получается уютный и теплый свет. В основном на фабрике производят дизайнерские изделия под классический цоколь Е27, но бывают модели под цоколь Е22 и Е40.
Напряжение необходимое для корректной работы составляет 220 В. Срок использования декоративных изделий с вольфрамовой нитью может быть в диапазоне 2000-3400 часов, но не больше. Температура освещения характеризуется параметром 2700 К.

Такие изделия часто используют для украшения помещений, лестничных пролетов или новогодних елок. Большие торговые центры используют декоративные лампочки подвешенные к высокими потолкам. Выглядит это поистине красиво и в то же время уютно. Они будут гармонично сочетать со стилем Лофт в доме или квартире.

Иллюминационные

Эти лампы накаливания производятся с цветным внутренним слоем колбы и необходимы для новогодних гирлянд или подсветки лестниц, магазинов и витрин. Имеет большой спектр цветности, присутствуют холодные, белые, дневные и ночные оттенки. Достаточно высокий срок службы до 25000 часов, при правильной эксплуатации. Основным минусом будет тяжелая установка. Чем ближе конец срока изделия, тем слабее оно будет работать. Свет начнет плохо рассеиваться.

Передние огни самолета

Сигнальные

Сигнальные лампочки в основном используются в разной промышленности. Простота устройства и большой модельный ряд помогают выбрать изделия для работы в разных сферах производства. Лампы можно монтировать на станки, пульт управления, на специальный транспорт и так далее. Очень часто используются в машиностроении, деревообработке или металлургии.

Внимание! Можно подключить одну лампочку для выполнения нескольких операций, либо применять одновременно 2-3 изделия различного предназначения. Исходя из сферы использования, выбирается цвет и форма лампы.

Современные лампы накаливания производятся специально для использования в промышленных целях, что дает рядом плюсов перед обычными лампами световой сигнализации:

Лампа зеркальная r65
  • разнообразные цветовые режимы, дающие более информативную сигнализацию;
  • множество выборов плафонов;
  • подходят под любую электросеть;
  • легкая установка на станки при помощи системы винтового подсоединения;
  • возможность заменять контакты;
  • применение светодиодных лампочек повышенной яркости для улучшения обзора на любых промышленных территориях;
  • удобный корпус с возможностью подбора нужного размера;
  • энергосбережение;
  • легкость в использовании.

Зеркальные

Изделие зеркального типа отличается от других ЛН редкой формой колбы, а также наличием покрытия с отражением света, которое похоже на тонкую фольгу.

Из чего состоит лампочка накаливания

Это покрытие распыляется на лампу для того, чтобы рассеять ее световое излучение в помещении, чтобы более правильно распределить его в пределах определенной точки, чтобы была возможность четко осветить определенное помещение.

Чтобы получить такую опция в обычной лампе, необходимо поставить позади нее большой отражатель света.

Зеркальные лампочки в основном подключают в светильники направленного излучения, используемые для точечного освещения магазинов, чтобы получилась подсветка необходимых зон. Также их используют для офисов, лестниц, памятников архитектуры.

Зеркальные лампы могут быть разноцветными и прозрачными, матовыми, либо с эффектом УФ лучей. Их производят все известные фабрики осветительных приборов.

Виды изделий

Транспортные

В качестве освещения для машин применяют транспортные лампы накаливания. В электрической цепи нить накала тела разогревается и на пике температуры начинается свечение. Энергия светового луча, воспринимаемого обычным глазом, будет небольшой. Основная масса энергии будет в виде тепла.

Транспортная лампа имеет в своем составе колбу, несколько нитей накала, цоколь и выводы.

Тела накала в двухнитевых изделиях могут работать по-разному. Двухнитевыми лампочками оснащены автомобильные фары, светильник в салоне.

Нить накала обязательно выдерживают повышенные температуры, а также достаточно маленькая. Поэтому ее производят из вольфрамовой проволоки среднего размера, завитой в вытянутую спираль.

 

Двухнитивые изделия

Спираль подсоединяется к электродам и в основном имеет форму прямой линии или дуги полукруга. Температура плавления вольфрама будет около 4000 градусов. Во время работы спираль греется до показателей 2500-2800 °С. С увеличением температуры вольфрама повышается яркость и световая эффективность лучей на ЛН. Но если показатели перевалили за 2500 °С вольфрам будет быстро испаряться и, оставаться на стенках стеклянного сосуда, из-за чего получается слой налета, который уменьшат качество освещения. Срок службы таких изделий обычно составляет от 4 месяцев до полугода. Зависит от производителя и качественности производственного сырья.

Двухнитевые

Такое изделие может быть трех видов:

Светофорные лампы
  • для машин. Одна нить применяется для ближнего света, вторая — для дальнего. Если говорить о лампах для задних сигналов, то нити могут применяться для стоп-сигнала и габаритного света такие же. Дополнительный экран будет убирать лучи, которые в сигнале ближнего света могут ослепить владельцев встречных машин;
  • для воздушного судна. В посадочной фаре первая нить применяется для малого освещения, вторая — для большого, но если вторая слишком долго работает, то может понадобиться охлаждение, иначе может произойти возгорание;
  • для светофоров нажелезной дороге. Обе нити нужны для увеличения надежности— если сгорит одна, то будет работать другая.
Виды колб

Строение лампы накаливания

Конструкция различных типов лампочек накаливания не особо различается, но можно подчеркнуть три общих компонента, нить накаливания, стеклянная колба и электрические вводы. Они различаются конструкцией кронштейнов тела накала, видом цоколей, иногда бывают без цоколей.

Чтобы колба не деформировалась при перегреве спирали в процессе работы, лампа накаливания обустроена ферроникелевым предохранителем, он в основном располагается в ножке. В месте разрыва спирали появляется электрическая дуга, из-за которой кусочки спирали плавятся, попадают на колбу, что может повести за собой ее порчу. С помощью предохранителей этот процесс можно избежать. Но в последние 5 лет они редко применяются, так как не очень эффективны.

Аргоновая лампочка

Конструкция лампы накаливания:

  • колба;
  • спираль накаливания;
  • электроды по двум сторонам тела;
  • крючки, на которых удерживается спираль;
  • ножка;
  • токовый ввод;
  • цоколь с изолятором;
  • контакт на конце цоколя.

Колба

Стеклянная колба дает защиту спирали от пагубного воздействия воздуха, при ее деформации тело накала окисляется и быстро взрывается. Состав колбы лампы различается, она может быть наполнена вакуумом или газовой средой. Первые лампы накаливания производили с вакуумной емкостью, однако их мощность была не высокая. Для заполнения современных изделий применяется азотно-аргоновое вещество или исключительно аргон. Некоторые типы лампочек могут наполнять криптоном или ксеноном. Теплопередача лампочки зависит от молярной массы наполнителя.

Определение ЛН

Газовая середа

Газовая среда в лампе должна быть инертная. Поскольку температура спирали достигает 2500 градусов, то она может реагировать на любой газ, но только не инертный. Поэтому для заполнения чаще всего используют аргон.

Если вдруг вода попадет на горячую или работающую лампу, то она может разорваться под действием газа.

Иногда лампы наполняют ксеноном, но это будет относительно дорого стоить.

Во многих лампах газовая среда будет функцией защиты. В других благодаря электрическому разряду получается красивое цветное излучение. Оттенок будет завесить от свойств инертного газа.

Тело накала

Виды тел накала могут быть различные и зависят от функционального предназначение лампочек.

Виды источников света

Самими популярными будет из проволоки овального поперечного сечения, но иногда бывают и ленточные тела накала (состоят из металлической ленты).

Как уже было сказано, первые тела накала производили из угля. В современных ЛН используются только тела накала, изготовленные из вольфрама, реже из осмиево-вольфрамового вещества.

Чтобы уменьшить размер нити накала, ее обычно делай в виде спирали, иногда ее подвергают повторной обработке, из чего получается биспираль. Коэффициент полезного действия таких изделий выше из-за понижения теплопотерь во время конвекции.

Электротехнические параметры

Световая отдача таких изделий достаточно невысокая. Она будет самой низкой среди популярных электрических лампочек и находится в интервале от 5 до 10 лм/Вт. Повышенная яркость тела накала в сочетании с его маленькими размерами позволяет применять изделия в прожекторах.

Классические цоколя

ЛН имеют обширный диапазон средних напряжений и мощностей. Этот тип изделий может функционировать в большом диапазоне окружающих температур, который ограничен только термоустойчивостью сырья, применяемого при ее производстве (-100…+350 градусов). Световое излучение ЛН корректируется трансформацией рабочего напряжения.

При данном минусе будет повышенная рабочая температура и число выделяемого при горении тепла. Поскольку температура лампочек высокая, то они становятся язвимы под действием воды или резкого передача градусов (из минус в плюс и наоборот).

В современном мире многие уже давно отказались от использования ламп накаливания. В развитых городах, всего 20% людей используют такие изделия. Все переходят на галогеновые светильники.

Во время включения лампочки, тело накала находится при нормальной температуре, то сопротивление изделия будет намного меньше рабочего сопротивления. Во время включения, проходит большое количество тока. По мере раскалывания нити её сопротивление повышается, а ток понижается.

Процесс изготовления на фабрике

В отличие от новейших изделий, более старые модели ламп накаливания с угольными спиралями при включении имели обратный процесс с увеличением тока. Возрастающая функция сопротивления тела накала разрешала применение лампы в роли примитивного электростабилизатора.

Цоколь

Тип цоколя с резьбой для классической лампы накаливания был разработан Джозефом Уилсоном Суоном. Размеры цоколей имели свои стандарты. У изделий обычного типа (для дома) был цоколь E14, E27.

Иногда бывают цоколи без резьбы (в этом случае лампочка держится с помощью трения), а также бесцокольные светильники, чаще используются в машинах. Редким будет размер Е40, он применяется для более мощных изделий от 500 ВТ.

Срок годности

Срок службы изделия зависит от его качества. ЛН нужно хранить в картонной коробке. Это нужно для того, чтобы случайно не разбить ее или чтобы она не дала незаметную трещину, которая испортит всю работу. Из-за такой трещины газ будет испаряться, в итоге после того, как лампочка будет вкручена в плафон, она поработает не больше 2-3 часов. Нужно соблюдать правила безопасности при вкручивании лампы в плафон. Нельзя допускать детей к этому процессу, а также желательно полностью выключать подачу электричества в помещении.

Обратите внимание! Использованные лампочки необходимо правильно утилизироваться, выкидывать вместе с пищевыми отходами их не разрешается. В каждом городе есть специальные баки, для таких отходов.

Если соблюдать все правила хранения и использования, то лампа прослужит максимально долго, без дефектов.

Винтажная лампа Эдисона

Устройство лампы накаливания

Основные детали, из которых состоит конструкция ЛН это-цоколь, сосуд, электроды, держатели для ниток накаливания, тело накаливания, контакты и изоляция. На рисунке 10 можно увидеть строение лампочки.

Перед покупкой лампы желательно получить консультацию специалиста. Не рекомендуется отдавать выбор неизвестному производителю, так как могут попасться бракованные изделия, которые не будут работать положенный срок, или вообще разорвутся под напряжением. Качественные производители всегда дают гарантию не менее 30 дней на лампы накаливания. Покупатель имеет полное право обмена изделия или возврата средств, если работа лампы была менее 10 часов или она перегорела моментально.

В заключении нужно отметить, что лампы накаливания уже давно перестали быть популярными среди людей. Однако необходимо подчеркнуть, что среди таких изделий есть огромный выбор, для машин, уличного освещения, самолетов и так далее. К сожалению, ЛН нельзя использовать вблизи изделий, изготовленных из дерева. Так как иногда бывает сильный нагрев и разрыв спирали, из-за чего может возникнуть чрезвычайная ситуация.

Лампы накаливания: характеристики, преимущества и недостатки

Одним из самых первых электрических источников света стала легендарная лампа накаливания. Ее патент был принят в 1879 году. С тех пор долгое время этот прибор применялся человечеством во многих сферах деятельности. Однако сегодня лампа накаливания постепенно отходит в прошлое. На смену ее пришли более экономичные источники освещения.

Существуют определенные преимущества и недостатки, которыми характеризуются лампы накаливания. Характеристики этих устройств, а также способы их применения и разновидности заслуживают подробного рассмотрения. Также сравнительная характеристика их с другими, применяемыми сегодня осветительными приборами, позволит сделать выводы о целесообразности применения ламп накаливания.

Устройство лампы

Светильники с лампами накаливания, характеристики которых будут рассмотрены подробно далее, раньше встречались практически в каждом доме. Применение этих приборов было очень простым и удобным. Устройство лампы накаливания понять легко. Она состоит из стеклянной колбы, внутри которой находится нить из вольфрама. Эта емкость может быть наполнена газом или вакуумом.

Вольфрамовая нить располагается на особых электродах, через которые к ней подводится электричество. Эти проводники скрыты цоколем. Он имеет резьбу, благодаря чему лампу легко вкручивать в патрон. При подаче электричества по сети через цоколь ток подводится к вольфрамовой нити. Она накаляется. При этом в окружающую среду посылается свет. По такому принципу работают все лампы накаливания. Существует огромное количество их разновидностей.

Основные характеристики

Определенные свойства имеют лампы накаливания. Характеристики этих приборов измеряются по разным показателям. Диапазон мощности этих приборов, предназначенных для бытовых целей, составляет от 25-150 Вт. Для уличного освещения и промышленного назначения могут применяться лампы до 1000 Вт.

В процессе работы вольфрамовая нить накаливается до 3000 °С. Отдача светового потока при этом может варьироваться от 9 до 19 Лм/Вт. При этом прибор может работать при номинальном напряжении 220-230 В. Некоторые устройства рассчитаны на 127 В сети. Частота составляет 50 Гц.

Размер цоколя у подобных приборов может быть 3 типов. Это указывается в маркировке. Если он составляет 14 мм, это цоколь Е14. Соответственно 27 мм – это Е27, а 40 мм – Е40. Чем больше цоколь, тем большая мощность характерна для прибора освещения. Он может быть резьбовым, штифтовым, одно- или двуконтакным.

В обычных условиях лампы накаливания работают около 1 тыс. часов.

Разновидности

Лампы накаливания, технические характеристики которых были рассмотрены выше, бывают нескольких видов. Существует несколько принципов, по которым классифицируют представленные устройства.

Прежде всего, лампы накаливания различают по форме колбы. Она может быть шарообразная (самая распространенная), трубчатая, цилиндрическая, шароконическая. Существуют и другие, более редкие разновидности. Их применяют для создания определенного декоративного эффекта (например, в елочных гирляндах).

Покрытие колбы может быть прозрачным или матовым. Существуют также зеркальные разновидности. Назначение лампы также довольно разнообразно. Она может применяться для общего или местного освещения, а также в специальных нуждах (например, кварцевогалогенные виды).

Колба может быть наполнена вакуумом, а также инертными газами, например, аргоном, ксеноном. Есть также галогенные лампы накаливания.

Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперная характеристика лампы накаливания является нелинейной. Это объясняется тем, что сопротивление нити накала зависит от температуры и тока. Нелинейность при этом носит восходящий характер. Чем ток больше, тем сильнее сопротивление вольфрамового проводника.

Кривая имеет восходящий вид, потому что динамическая величина сопротивления положительна. В любой ее точке чем выше прирост тока, тем больше падает напряжение. Это способствует автоматическому образованию устойчивого режима. При постоянной величине напряжения ток не может быть изменен из-за внутренних причин.

Вольт-амперные характеристики показывают, что благодаря всем перечисленным закономерностям лампа накаливания может включаться прямо на сетевое напряжение.

Постоянный источник питания

Лампы накаливания, характеристики которых позволяют их использовать в бытовых целях, чаще всего питаются от постоянного источника электричества. Его еще принято считать ресурсом неограниченной мощности. Поэтому зачастую напряжение сети считается номинальным напряжением лампы накаливания.

Но стоит отметить, что довольно часто напряжение в сети и его номинальное значение несколько отличается. Поэтому чтобы улучшить эксплуатационные характеристики осветителей был разработан ГОСТ 2239-79. Он вводит 5 интервалов напряжения питания. Ему должны соответствовать применяемые в бытовых целях лампы накаливания.

Ограниченные источники питания

Лампы накаливания, характеристики которых рассчитаны для применения в специальных устройствах, могут питаться от ограниченных источников (батарея, аккумулятор, генератор и т. д.).

Их среднее фактическое напряжение не соответствует номинальному значению. Поэтому для ламп накаливания, питающихся от ограниченных источников тока, применяется такой показатель, как расчетное напряжение. Оно равняется среднему значению, при котором допускается эксплуатировать лампу накаливания.

Маркировка

Чтобы понимать, какой тип лампы представлен в продаже, была разработана специальная маркировка этих изделий. Чтобы правильно выбрать соответствующий тип устройства, следует ознакомиться с общепринятыми условными обозначениями.

Например, аргоновая биспиральная лампа накаливания 60 Вт, характеристики которой позволяют применять ее в бытовых целях, будет маркироваться, как Б235-245-60. Первая буква означает физические качества или особенности конструкции изделия. Если в маркировке есть вторая буква – это назначение лампы. Она может быть железнодорожной (Ж), самолетной (СМ), коммутаторной (КМ), автомобильной (А), прожекторной (ПЖ).

Первая цифра в маркировке обозначает напряжение и мощность. Второе числовое значение – доработка. Это позволяет правильно подобрать лампу для того или иного осветительного прибора.

Преимущества

Лампы накаливания и светодиодные, сравнительные характеристики которых сравнивают при покупке того или иного устройства, довольно различны. Преимуществом приборов с вольфрамовой нитью является их дешевая стоимость. Существует еще ряд особенностей, которыми лампы накаливания выгодно отличаются от светодиодных, люминесцентных источников света.

Представленные устройства, применяемые ранее, стабильно работают при низких температурах. Также они не боятся небольших скачков электричества в сети. Это позволяет эксплуатировать их довольно длительное время.

Если напряжение по каким-то причинам снижается, лампа накаливания все равно будет работать, хоть и с меньшей интенсивностью. Также такие приборы не боятся высокой влажности. Их легко подключать к сети, для этого не требуется никакого дополнительного оборудования.

Если лампа накаливания разобьется, в воздух не попадут опасные вещества (как это случается с энергосберегающими разновидностями осветителей). Поэтому они считаются более безопасными.

Недостатки

Однако и довольно существенные недостатки содержит характеристика ламп накаливания. Люминесцентных ламп, а также диодных разновидностей осветительных приборов сегодня применяется гораздо больше по нескольким причинам.

В первую очередь существенным минусом устройств с вольфрамовой нитью является низкий уровень световой отдачи. В спектре излучения преобладают желтые, красные оттенки. Это придает неестественности освещению.

В сравнении с новыми лампами, принцип накаливания характеризуется низким ресурсом работы. При отклонениях в номинальном напряжении сети он сокращается еще больше.

Колба лампы накаливания довольно хрупкая. Ее по этой причине применяют чаще всего с плафоном. А это дополнительно снижает степень интенсивности освещения внутри помещения.

Также лампы накаливания потребляют значительно больше электроэнергии. По сравнению с люминесцентными, светодиодными разновидностями это отклонение действительно впечатляет. Поэтому в целях экономии энергоресурсов следует выбирать новые разновидности устройств. Это способствует постепенному прекращению выпуска ламп накаливания.

Лампа накаливания — Энциклопедия Нового Света

Лампа накаливания и ее светящаяся нить.

Лампа накаливания или лампа накаливания — это источник искусственного света, работающий от накаливания. Электрический ток проходит через тонкую нить накала, нагревая ее и вызывая возбуждение, при этом испуская свет. Закрытая стеклянная колба предотвращает попадание кислорода воздуха на горячую нить накала, которая в противном случае быстро окислялась бы и разрушалась.

Лампы накаливания составляют класс электрических ламп, расширяя использование термина, применяемого к оригинальным дуговым лампам. В Австралии и Южной Африке их также называют световых шаров, или лампочек.

Преимущество ламп накаливания состоит в том, что они могут изготавливаться для широкого диапазона напряжений, от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. С другой стороны, учитывая их относительно низкую светоотдачу, лампы накаливания постепенно заменяются во многих приложениях (компактными) люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности, светодиодами и другими устройствами.

Эксплуатация

Изображение (75x) сканирующего электронного микроскопа нити накала лампочки с линейным напряжением 60 Вт. Чтобы увеличить длину нити при сохранении небольшого ее физического размера, нить имеет форму спиральной катушки . Для сравнения, нити накала низковольтных ламп обычно имеют форму единой катушки.

Лампы накаливания состоят из стеклянного корпуса (колбы или колбы). Инертный газ снижает испарение нити накала и снижает требуемую прочность стекла.Внутри колбы находится нить из вольфрамовой проволоки, по которой пропускается электрический ток. Ток нагревает нить до чрезвычайно высокой температуры (обычно от 2000 до 3300K в зависимости от типа нити, формы и величины пропускаемого тока). Нагретые электроны в непрерывных энергетических зонах вольфрама возбуждаются и затем переходят в более низкие энергетические состояния твердого тела. При этом они испускают термически уравновешенные фотоны, имеющие спектр черного тела. Этот спектр, в отличие от спектра, вызванного неравновесными атомными или молекулярными переходами, например, в ртутно-паровой лампе, является непрерывным, обычно с максимумом в спектре видимого света, но также содержит значительную энергию в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.

Лампы накаливания обычно также содержат внутри стеклянную опору, которая поддерживает нить накала и позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа / воздуха. Используются многие схемы электрических контактов, такие как винтовая основа (один или несколько контактов на наконечнике, один на кожухе), байонетное основание (один или несколько контактов на основании, кожух используется как контакт или используется только как механическая опора), а для некоторых ламп — электрический контакт на обоих концах трубчатой ​​лампы.Контакты в патроне лампы пропускают электрический ток через нить накала. Номинальная мощность колеблется от 0,1 до 10 000 Вт и выше. Чтобы повысить эффективность лампы, нить накала обычно состоит из катушек из тонкой проволоки, также известной как «спиральная катушка». Для 60-ваттной 120-вольтовой лампы длина нити обычно составляет 6,5 футов или 2 метра.

Одна из самых маленьких проблем стандартной электрической лампочки — испарение нити накала. Самая большая проблема заключается в том, что неизбежные изменения удельного сопротивления вдоль нити вызывают неравномерный нагрев с образованием «горячих точек» в точках с более высоким удельным сопротивлением.Разбавление за счет испарения увеличивает удельное сопротивление. Но горячие точки испаряются быстрее, быстрее увеличивается их удельное сопротивление — положительная обратная связь, которая заканчивается знакомым крошечным разрывом в нити накала, которая в остальном выглядит здоровой. Ирвинг Ленгмюр предположил, что инертный газ вместо вакуума замедлит испарение и при этом предотвратит возгорание, поэтому обычные лампы накаливания теперь заполнены азотом, аргоном или криптоном. Однако обрыв нити в газонаполненной лампе может вызвать электрическую дугу, которая может распространиться между выводами и вызвать очень сильный ток; Поэтому намеренно тонкие подводящие провода или более сложные защитные устройства часто используются в качестве предохранителей, встроенных в лампочку. [1]

Во время нормальной работы вольфрам нити накала испаряется; более горячие и эффективные волокна испаряются быстрее. По этой причине срок службы лампы накаливания — это компромисс между эффективностью и долговечностью. Компромисс обычно устанавливается таким образом, чтобы обеспечить срок службы обычных ламп 750–1000 часов.

В обычной (не галогенной) лампе испаренный вольфрам со временем конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы, затемняя ее. Для ламп, содержащих вакуум, затемнение равномерное по всей поверхности оболочки.Когда используется наполнение инертным газом, испаренный вольфрам переносится тепловыми конвекционными потоками газа, осаждаясь преимущественно на самой верхней части оболочки и чернея только эту часть оболочки.

Некоторые старые мощные лампы, используемые в театрах, проекторах, прожекторах и маяках, с тяжелыми и прочными нитями накаливания, содержали рыхлый вольфрамовый порошок внутри оболочки. Время от времени оператор вынимал колбу и встряхивал ее, позволяя вольфрамовому порошку соскребать большую часть вольфрама, который сконденсировался внутри оболочки, удаляя почернение и снова осветляя лампу.

Когда колба лампочки разрывается при включенной лампе или при попадании воздуха в колбу, горячая вольфрамовая нить реагирует с воздухом, образуя аэрозоль из коричневого нитрида вольфрама, коричневого диоксида вольфрама, фиолетово-синего пятиокиси вольфрама и желтого триоксид вольфрама, который затем откладывается на близлежащих поверхностях или внутри лампы. [2]

  1. Стеклянная колба
  2. Инертный газ низкого давления
  3. Вольфрамовая нить
  4. Контактный провод (выходит из штока)
  5. Контактный провод (входит в шток)
  6. Опорные тросы
  7. Шток (под стекло)
  8. Контактный провод (выходит из штока)
  9. Заглушка (гильза)
  10. Изоляция (Vitrit)
  11. Электрический контакт

История лампочки

Хотя преобразование электрической энергии в свет было продемонстрировано в лабораториях еще в 1801 году, потребовалось более 100 лет для разработки современной формы электрической лампочки при участии многих изобретателей.Многие изобретатели приложили руку к разработке практического устройства для производства электрического света.

Ранняя эволюция лампочки

В 1801 году английский врач сэр Хэмфри Дэви заставил платиновые полоски светиться, пропустив через них электрический ток, но полоски испарялись слишком быстро, чтобы стать полезным источником света. Проблема сгорания нити через несколько минут, а также низкое сопротивление и высокое потребление тока делали лампы накаливания неудачными с практической точки зрения до разработок Эдисона и Свана в 1870-х годах. [3] В 1809 году Дэви создал первую дуговую лампу, создав небольшое, но ослепляющее электрическое соединение между двумя угольными стержнями, подключенными к батарее. Это изобретение, продемонстрированное Королевскому институту Великобритании в 1810 году, стало известно как дуговая лампа.

В 1835 году Джеймс Боумен Линдси продемонстрировал постоянный электрический свет на публичном собрании в Данди, Шотландия. Он заявил, что может «читать книгу на расстоянии полутора футов». Однако, усовершенствовав устройство к своему собственному удовлетворению, он обратился к проблеме беспроводного телеграфирования и больше не занимался разработкой электрического света.Его утверждения плохо документированы.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю (1815–1889) поместил платиновую катушку в вакуумную трубку и пропустил через нее электрический ток. Конструкция была основана на концепции, согласно которой высокая температура плавления платины позволит ей работать при высоких температурах и что откачанная камера будет содержать меньше молекул газа, вступающих в реакцию с платиной, что увеличивает ее долговечность. Хотя это была эффективная конструкция, стоимость платины делала ее непрактичной для коммерческого использования.

В 1841 году Фредерик де Молейнс из Англии получил первый патент на лампу накаливания, в конструкции которой использовался порошковый уголь, нагретый между двумя платиновыми проволоками внутри вакуумной лампы.

В 1845 году американец Джон Веллингтон Старр приобрел патент на собственную лампу накаливания, в которой использовались углеродные нити. [4] Он умер вскоре после получения патента. Кроме информации, содержащейся в самом патенте, о нем мало что известно.

В 1851 году Роберт Уден публично продемонстрировал лампы накаливания в своем имении в Блуа, Франция. Его лампочки находятся в постоянной экспозиции музея замка Блуа.

В 1872 году Александр Николаевич Лодыгин изобрел лампочку накаливания. В 1874 году он получил патент на свое изобретение.

В 1893 году немецкий изобретатель Генрих Гебель заявил, что в 1854 году он разработал первую электрическую лампочку: обугленную бамбуковую нить в вакуумной бутылке для предотвращения окисления, и что в следующие пять лет он разработал то, что многие называют первой практической лампой. лампочка.

Джозеф Уилсон Суон (1828–1914) был физиком и химиком, родившимся в Сандерленде, Англия. В 1850 году он начал работать с нитями из карбонизированной бумаги в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году он смог продемонстрировать работающее устройство, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к короткому сроку службы лампы и неэффективному источнику света. К середине 1870-х годов стали доступны более совершенные насосы, и Свон вернулся к своим экспериментам. Свон получил британский патент на свое устройство в 1878 году.Свон сообщил об успехе Ньюкаслскому химическому обществу, и на лекции в Ньюкасле в феврале 1873 года он продемонстрировал рабочую лампу, в которой использовалась нить накаливания из углеродного волокна, но к 1877 году он превратился в тонкие углеродные стержни. Самой важной особенностью лампы Свана было то, что в вакуумной трубке было мало остаточного кислорода для воспламенения нити, что позволяло нити накаливать почти добела, не загораясь. С этого года он начал устанавливать лампочки в домах и достопримечательностях в Англии, а к началу 1880-х он основал свою собственную компанию.

В Северной Америке также происходили параллельные разработки. 24 июля 1874 года медицинским электриком из Торонто Генри Вудвордом и его коллегой Мэтью Эвансом был подан канадский патент на светильник Woodward and Evans Light. Они построили свои лампы из углеродных нитей разных размеров и форм, помещенных между электродами в стеклянных шарах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампочку, но безуспешно. Тем не менее Томас Эдисон счел их подход достаточно многообещающим и купил права как на их канадскую, так и на U.С. запатентовал на сумму 5000 долларов США, прежде чем приступить к своей собственной программе разработки лампочек. Чтобы получить достаточно денег на грант, Эдисон сказал прессе, что он уже изобрел электрическую лампочку и что ему нужны деньги для ее производства.

После многих экспериментов с платиновыми и другими металлическими нитями Эдисон вернулся к углеродной нити (первое успешное испытание было 21 октября 1879 года; оно длилось 13,5 часов). Эдисон продолжал улучшать эту конструкцию и к 1880 году получил патент на лампу, которая могла работать более 1200 часов с использованием карбонизированной бамбуковой нити.Эдисон и его команда не нашли эту коммерчески жизнеспособную нить накала до более чем шести месяцев после того, как Эдисон подал заявку на патент.

В январе 1882 года Льюис Латимер получил патент на «Процесс производства углерода», усовершенствованный метод производства нитей для лампочек, который был приобретен компанией United States Electric Light Company.

В Великобритании компании Edison и Swan объединились в Edison and Swan United Electric Company (позже известную как Ediswan, которая затем была включена в Thorn Lighting Ltd).Эдисон изначально был против этой комбинации, но после того, как Свон подал на него в суд и выиграл, Эдисон в конечном итоге был вынужден сотрудничать, и слияние было совершено. В конце концов, Эдисон приобрел всю долю Свона в компании. Свон продал свои патентные права в Соединенных Штатах Brush Electric Company в июне 1882 года. Свон позже писал, что Эдисон имел больше прав на свет, чем он, чтобы защитить патенты Эдисона от претензий к ним в Соединенных Штатах.

Патентное ведомство США вынесло 8 октября 1883 года постановление, что патенты Эдисона основаны на предшествующем уровне техники Уильяма Сойера и являются недействительными.Тяжба длилась несколько лет. В конце концов, 6 октября 1889 года судья постановил, что требование Эдисона об улучшении электрического освещения для «углеродной нити с высоким сопротивлением» было обоснованным.

При ответе на вопрос «Кто изобрел лампу накаливания?» историки Роберт Фридель и Пол Исраэль (1987, 115–117) перечисляют 22 изобретателя ламп накаливания до Свона и Эдисона. Они пришли к выводу, что версия Эдисона смогла превзойти другие из-за сочетания факторов: эффективного материала накаливания, более высокого вакуума, чем другие, и лампы с высоким сопротивлением, которая делала распределение энергии от централизованного источника экономически целесообразным.Другой историк, Томас Хьюз, объяснил успех Эдисона тем, что он изобрел целую интегрированную систему электрического освещения. «Лампа была маленьким компонентом в его системе электрического освещения, и для ее эффективного функционирования она была не более критичной, чем генератор Эдисона Джамбо, магистраль Эдисона и фидер, а также система параллельного распределения. Другие изобретатели с генераторами и лампами накаливания, и с сопоставимой изобретательностью и совершенством, давно забыты, потому что их создатели не руководили их внедрением в систему освещения »(Hughes 1977, 9).

В 1890-х годах австрийский изобретатель Карл Ауэр фон Вельсбах работал над оболочкой из металлических нитей, сначала с платиновой проводкой, а затем с осмием, и в 1898 году создал действующую версию.

В 1897 году немецкий физик и химик Вальтер Нернст разработал лампу Нернста, форму лампы накаливания, в которой использовался керамический шаровой шарнир и не требовалось помещать ее в вакуум или инертный газ. Лампы Nernst были вдвое более эффективны, чем лампы с углеродной нитью, пока их не обогнали лампы с металлической нитью.

В 1903 году Уиллис Уитнью изобрел нить, которая не окрашивала внутреннюю поверхность лампочки в черный цвет. (Некоторые из экспериментов Эдисона по прекращению этого почернения привели к изобретению электронной вакуумной лампы.) Это была углеродная нить с металлическим покрытием. В 1906 году компания General Electric была первой, кто запатентовал метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. В том же году Франьо Ханнаман, хорват из Загреба, изобрел вольфрамовую (вольфрамовую) лампу накаливания, которая прослужила дольше и давала более яркий свет, чем углеродная нить.Вольфрамовые нити были дорогостоящими, но к 1910 году Уильям Дэвид Кулидж (1873–1975) изобрел улучшенный метод изготовления вольфрамовых нитей. Вольфрамовая нить накаливания превзошла все другие типы нитей, и Кулидж позволил снизить затраты. Марвин Пипкин, американский химик, в 1924 году запатентовал процесс обледенения внутренней поверхности ламп, не ослабляя их, а в 1947 году запатентовал процесс покрытия внутренней поверхности ламп кремнеземом.

Галогенная лампа

Галогенная лампа за круглым УФ-фильтром.
В комплект поставки некоторых галогенных светильников входит отдельная линза для фильтрации ультрафиолетового излучения.

Одним из изобретений, направленных на сокращение срока службы лампы, была галогенная лампа , , также называемая вольфрамово-галогенной лампой , кварц-галогенная лампа , или кварцево-йодная лампа , с вольфрамовой нитью накаливания. запечатанный в небольшой конверт, заполненный газообразным галогеном, например йодом или бромом. В обычной лампе накаливания толщина нити накала может незначительно отличаться.Сопротивление нити накала выше на более тонких участках, что приводит к тому, что тонкие участки становятся более горячими, чем более толстые участки нити. Скорость испарения вольфрама в этих точках будет выше из-за повышенной температуры, в результате чего тонкие области станут еще тоньше, создавая эффект разноса до тех пор, пока нить не выйдет из строя. Вольфрамово-галогенная лампа создает равновесную реакцию, при которой вольфрам, испаряющийся при испускании света, предпочтительно повторно осаждается в горячих точках, предотвращая преждевременный выход лампы из строя.Это также позволяет галогенным лампам работать при более высоких температурах, что приведет к неприемлемо короткому сроку службы обычных ламп накаливания, что обеспечит более высокую светоотдачу, кажущуюся яркость и более белую цветовую температуру. Поскольку для возникновения этой реакции лампа должна быть очень горячей, оболочка галогенной лампы должна быть сделана из твердого стекла или плавленого кварца, а не из обычного мягкого стекла, которое при таких температурах может размягчиться и слишком сильно растекаться.

Материал оболочки можно выбрать и изменить (с помощью оптического покрытия) для достижения любых требуемых характеристик лампы.Галогенные лампы широко используются, например, в автомобильных фарах, и, поскольку фары часто содержат пластиковые детали, оболочки галогенных ламп для фар изготавливаются из твердого стекла или из кварца, «легированного» добавками, блокирующими большую часть УФ-излучения (твердый стеклоблоки УФ без примесей).

И наоборот, для некоторых приложений требуется ультрафиолетовое излучение , и в таких случаях колба лампы сделана из нелегированного кварца. Таким образом, лампа становится источником УФ-В излучения.Нелегированные кварцевые галогенные лампы используются в некоторых научных, медицинских и стоматологических инструментах в качестве источника УФ-В излучения.

Обычная галогенная лампа рассчитана на работу около 2000 часов, что в два раза больше, чем у обычной лампы накаливания.

Галогенный инфракрасный

Еще одна разработка, которая повысила эффективность галогенных ламп — это покрытие, отражающее инфракрасное излучение (IRC). Кварцевая оболочка покрыта многослойным дихроичным покрытием, которое позволяет излучать видимый свет, отражая часть инфракрасного излучения обратно на нить накала.Такие лампы называются галогенными инфракрасными лампами , , и они требуют меньше энергии, чем стандартные галогенные лампы для получения любого заданного светового потока. Повышение эффективности может достигать 40 процентов по сравнению со стандартным эквивалентом.

Безопасность

Поскольку галогенная лампа работает при очень высоких температурах, она может представлять опасность пожара и ожогов. Кроме того, можно получить солнечный ожог от чрезмерного воздействия ультрафиолета, излучаемого нелегированной кварцевой галогенной лампой. Чтобы смягчить негативные последствия непреднамеренного воздействия ультрафиолета и удержать фрагменты горячей лампы в случае взрыва лампы, производители ламп общего назначения обычно устанавливают УФ-поглощающие стеклянные фильтры над лампой или вокруг нее.В качестве альтернативы они могут добавить покрытие из ингибиторов УФ-излучения на колбу лампы, которое эффективно фильтрует УФ-излучение. Когда это сделано правильно, галогенная лампа с УФ-ингибиторами будет производить меньше УФ-излучения, чем ее стандартная лампа накаливания.

Меры предосторожности при обращении

Любое поверхностное загрязнение, особенно отпечатки пальцев, может повредить кварцевую оболочку при ее нагревании, заставляя кварц переходить из стекловидной формы в более слабую кристаллическую форму, которая дает утечку газа. Следовательно, с кварцевыми лампами следует обращаться, не касаясь прозрачного кварца, используя чистое бумажное полотенце или осторожно придерживая фарфоровую основу.Если кварц каким-либо образом загрязнен, его необходимо тщательно очистить спиртом и просушить перед использованием. В противном случае масло от ваших отпечатков пальцев создаст горячее пятно на поверхности лампы, что может привести к образованию пузырька и ослаблению лампы.

Приложения и популярность

Для рождественского освещения часто используются очень маленькие лампочки.

Лампа накаливания до сих пор широко используется в домашних условиях и является основой большинства переносных осветительных приборов, таких как настольные лампы, некоторые автомобильные фары и электрические фонарики.Галогенные лампы стали более распространенными в автомобильных фарах и в домашних условиях, особенно там, где свет должен быть сконцентрирован в определенной точке. Однако люминесцентный свет заменил лампы накаливания во многих областях, благодаря их более длительному сроку службы и энергоэффективности. Светодиодные фонари начинают все чаще использоваться дома и в автомобилях, заменяя лампы накаливания.

Эффективность и альтернативы

Примерно 95 процентов энергии, потребляемой лампой накаливания, излучается в виде тепла, а не в виде видимого света.Лампа накаливания с КПД ~ 5% примерно на четверть эффективнее люминесцентной лампы (КПД около 20%) и выделяет примерно в шесть раз больше тепла при одинаковом количестве света от обоих источников. Одна из причин, по которой лампы накаливания не популярны в коммерческих помещениях, заключается в том, что тепловая мощность приводит к необходимости большего кондиционирования воздуха летом. Сторонники утверждают, что тепло, излучаемое лампами накаливания, может частично снять нагрузку на обогрев помещения с помощью системы с термостатическим управлением, особенно в ночное время и в холодные периоды года.Однако количество тепла, выделяемого одной бытовой лампочкой, для этой цели незначительно.

Лампы накаливания обычно можно заменить компактными люминесцентными лампами с балластом, которые вставляются непосредственно в стандартные розетки (но содержат ртуть, и поэтому их нельзя выбрасывать в обычную мусорную корзину). Это позволяет заменить лампу накаливания мощностью 100 Вт люминесцентной лампой мощностью 23 Вт, при этом производя такое же количество света.

Качественные галогенные лампы накаливания имеют КПД около 9 процентов, что позволяет лампе мощностью 60 Вт обеспечивать почти столько же света, сколько негалогеновым лампам мощностью 100 Вт.Кроме того, галогенная лампа меньшей мощности может быть спроектирована так, чтобы давать такое же количество света, как и негалогенная лампа мощностью 60 Вт, но с гораздо более длительным сроком службы. Тем не менее, маленькие галогенные лампы часто по-прежнему обладают большой мощностью, что приводит к их сильному нагреву. Это связано как с тем, что тепло больше сосредоточено на меньшей поверхности оболочки, так и с тем, что эта поверхность находится ближе к нити. Такая высокая температура имеет важное значение для их длительного срока службы (см. Выше раздел о галогенных лампах). Если они не защищены, они могут вызвать возгорание намного легче, чем обычная лампа накаливания, которая может опалить только легковоспламеняющиеся предметы, такие как драпировка.Большинство правил техники безопасности теперь требуют, чтобы галогенные лампы были защищены решеткой или решеткой либо стеклянным и металлическим корпусом светильника. Точно так же в некоторых регионах запрещено использование галогенных ламп с мощностью более определенной мощности.

Светодиодное освещение становится обычным явлением, поскольку обеспечивает очень высокую эффективность. Светодиодная лампа мощностью 3 Вт, 120 В переменного тока может заменить лампу накаливания мощностью не менее 15 Вт и прослужит в 60 раз дольше, чем лампа накаливания. В конечном итоге светодиодные лампы экономят деньги, несмотря на то, что их первоначальная стоимость выше, чем у ламп накаливания.По сравнению с люминесцентными лампами они содержат меньшее количество вредных металлов, таких как ртуть.

Одной из проблем при оптовой замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы является плохая переносимость экстремальных холода компактными люминесцентными лампами, которые могут не работать должным образом при низких температурах. Светоотдача падает при низких температурах, и они могут вообще не загораться при температуре ниже нуля градусов Цельсия (32 градуса по Фаренгейту). [5] Они также имеют недопустимо короткий срок службы при частом включении и выключении.Лампы накаливания хорошо работают без потери яркости при очень низких или высоких температурах и могут лучше выдерживать частое включение и выключение, как в системах охранного освещения.

Законодательство

В январе 2007 года член Ассамблеи штата Калифорния Ллойд Э. Левин (D-Van Nuys) объявил, что он представит документ «Сколько законодателей нужно, чтобы изменить закон об электрических лампах» (отсылка к анекдоту с лампочками), который запретит продажу ламп накаливания в Калифорнии с 2012 года. [6]

Несколько дней спустя представитель штата Коннектикут Мэри М. Мушински (Д. Уоллингфорд) предложила аналогичный запрет для штата Коннектикут. [7] 8 февраля 2007 года член Ассамблеи штата Нью-Джерси Ларри Чатзидакис внес на рассмотрение законопроект, в котором содержится призыв к штату перейти на флуоресцентное освещение в правительственных зданиях в течение следующих трех лет. «Лампочка была изобретена очень давно, и с тех пор многое изменилось», — сказал Хатзидакис. «Я, конечно, уважаю память Томаса Эдисона, но то, что мы здесь видим, требует меньше энергии.» [8]

20 февраля 2007 года премьер-министр Австралии Джон Ховард и министр окружающей среды Малкольм Тернбулл объявили, что к 2010 году в Австралии будут запрещены лампы накаливания.

В ответ Новая Зеландия рассматривает аналогичные меры. Министр по изменению климата Дэвид Паркер сказал: «Австралийцы говорят о том, чтобы через три года запретить обычные электрические лампочки … Я думаю, что к тому времени, когда это будет реализовано в Австралии — если это произойдет, — мы будем делать что-то очень похожее». [9]

Канада

Провинция Онтарио, Канада, также рассматривает вопрос о запрете ламп накаливания. [10]

Правительство провинции Новая Шотландия, Канада, также хотело бы перейти к поэтапному отказу от ламп накаливания в провинции. Однако министр энергетики Билл Дукс сказал, что он ожидает, что до введения запрета пройдет четыре или пять лет. [11]

Европа

Европейский Союз в настоящее время изучает запрет на использование ламп накаливания. [12]

Министр окружающей среды Германии Зигмар Габриэль призвал Европейскую комиссию запретить использование неэффективных лампочек в Европейском союзе в борьбе с глобальным потеплением. ЕС мог бы сократить выбросы углекислого газа на 25 миллионов метрических тонн в год, если бы энергосберегающие лампочки использовались как в бытовом секторе, так и в сфере услуг.

Министр окружающей среды Бельгии Бруно Тоббак намерен запретить старомодные лампы накаливания и считает, что запрет на использование ламп накаливания должен быть включен в список мер согласно Киотскому протоколу. [13] Министр энергетики Крис Петерс также поддерживает эту позицию.

Нидерланды продвигаются вперед и планируют запретить также лампы накаливания.

Стандартная арматура

Лампочка со стандартным винтовым цоколем E26 Edison Байонетный колпачок с двойным контактом (примечание: показанная лампа на самом деле является КЛЛ).

Большинство бытовых и промышленных лампочек имеют металлический фитинг (или цоколь лампы), совместимый со стандартными резьбовыми патронами. Самые распространенные виды фитингов:

  • Винтовая основа из канделябра, используется в ночниках и рождественских огнях, а также в некоторых галогенных лампах.
  • MES или средний винт Эдисона (E26), используемый в Северной Америке и Японии для большинства ламп на 120 и 100 вольт. Небольшой вариант этой базы, E27, используется в Европе и во всем мире с домашним напряжением 220–240 В.
  • BC или B22 или двухконтактный байонетный колпачок, используемый в Австралии, Ирландии, Новой Зеландии и Великобритании для большинства сетевых ламп 220–240 В и используется в США для некоторых ламп на 120 В в таких приборах, как швейные машины и пылесосы. (E27 также распространен в Австралии и Великобритании.)
  • G4 или GY4 для двухштырьковых / двухканальных (выглядит как миниатюрный настенный штекер) галогенных ламп, где число является межцентровым расстоянием в миллиметрах.
  • R7S-75 для галогенных ламп, в данном случае патрон диаметром 7 мм и длиной трубки 75 мм.

В каждом обозначении буква E обозначает Эдисона, создавшего лампу с винтовым цоколем, а цифра — диаметр в миллиметрах. Это справедливо даже для Северной Америки, где фактический диаметр стекла колбы обозначается в восьмых долях дюйма.Существуют четыре типоразмера ввинчиваемых патронов для ламп сетевого напряжения:

  • канделябры: E12 в Северной Америке, E10 и E11 в Европе
  • промежуточное звено: E17 в Северной Америке, E14 (SmallES) в Европе
  • средний или стандартный: E26 (MES) в Северной Америке, E27 (ES) в Европе
  • магнат: E39 в Северной Америке, E40 (GoliathES) в Европе).
  • Существует также редкий размер «admedium» (E29), несовместимый со стандартом и используемый для того, чтобы помешать похитителям лампочек, используемых в общественных местах; и очень миниатюрный размер (E5), который обычно используется только для низковольтных приложений, таких как аккумулятор.

Самый большой размер сейчас используется только в больших уличных фонарях, однако несколько мощных бытовых ламп (например, трехходовые лампы мощностью 100/200/300 Вт) использовали его в одном месте. Лампочки MES на 12 вольт выпускаются также для транспортных средств для отдыха. В больших уличных рождественских огнях используется промежуточное основание, как и в некоторых настольных лампах и многих микроволновых печах. Знаки аварийного выхода также обычно используют промежуточную базу.

Лампочки с байонетным (нажимно-поворотным) цоколем для использования с патронами с подпружиненными опорными пластинами производятся аналогичных размеров и имеют обозначение B или BA.Они также чрезвычайно распространены в автомобильном освещении на 12 В во всем мире, в дополнение к светильникам с клиновидным основанием, которые имеют частично пластиковое или даже полностью стеклянное основание. В этом случае провода наматываются на внешнюю сторону лампы, где они прижимаются к контактам в патроне. Для миниатюрных новогодних лампочек также используется пластиковая клиновидная основа.

Галогенные лампы доступны со стандартным фитингом, но также поставляются со штыревым цоколем с двумя контактами на нижней стороне лампы. Им присвоено обозначение G или GY, где число представляет собой межцентровое расстояние в миллиметрах.Например, основание для штифта 4 мм будет обозначено как G4 (или GY4). Некоторые распространенные размеры включают G4 (4 мм), G6.35 (6,35 мм), G8 (8 мм), GY8.6 (8,6 мм), G9 (9 мм) и GY9,5 (9,5 мм). Вторая буква (или ее отсутствие) обозначает диаметр штифта. Некоторые прожекторы или прожекторы имеют более широкие штыри на концах для фиксации в розетке с поворотом. Другие галогенные лампы поставляются в виде трубки с лезвиями или углублениями на обоих концах.

Люминесцентные лампы используют другой набор штифтов, но компактные люминесцентные лампы с балластом доступны как в средних лампах, так и в лампах с канделябровым основанием, предназначенные для замены ламп накаливания.

Также есть различная нестандартная фурнитура для проекторов и сценических осветительных приборов. В частности, проекторы могут работать от нечетных напряжений (например, 82), что, возможно, предназначено для привязки к поставщику.

General Electric представила стандартные размеры фитингов для вольфрамовых ламп накаливания под торговой маркой Mazda в 1909 году. Этот стандарт вскоре был принят в Соединенных Штатах, и название Mazda использовалось многими производителями по лицензии до 1945 года.

Мощность

Сравнение эффективности по мощности
Мощность (Вт) Мощность (лм) Эффективность (лм / Вт)
15 100 6.7
25 200 8,0
34 350 10,3
40 500 12,5
52 700 13,5
55 800 14,5
60 850 14,2
67 1000 15,0
70 1100 15.7
75 1200 16,0
90 1450 16,1
95 1600 16,8
100 1700 17,0
135 2350 17,4
150 2850 19,0
200 3900 19.5
300 6200 20,7

Лампы накаливания обычно продаются в соответствии с потребляемой электрической мощностью. Он измеряется в ваттах и ​​зависит главным образом от сопротивления нити накала, которое, в свою очередь, зависит главным образом от длины, толщины и материала нити. Среднестатистическому потребителю трудно предсказать световой поток лампы с учетом потребляемой мощности, но можно с уверенностью предположить, что для двух ламп одного типа, цвета и прозрачности, более мощная лампа ярче.

Показатели светоотдачи указаны в люменах, хотя большинство покупателей не проверяют это. Некоторые производители занимаются обманчивой рекламой, так что заявленный «долгий» срок службы лампы достигается при нормальном домашнем напряжении, но заявленный световой поток достигается только при более высоком напряжении, которое обычно не доступно в домашних условиях, например 130 вольт в Соединенные Штаты.

В таблице показана приблизительная типичная мощность в люменах стандартных ламп накаливания при различной мощности.Обратите внимание, что значения светового потока для «мягких белых» ламп обычно немного ниже, чем для стандартных ламп при той же мощности, в то время как прозрачные лампы обычно излучают немного более яркий свет, чем стандартные лампы с соответствующим питанием.

Также обратите внимание, что лампы на 34, 52, 67, 90 и 135 Вт в таблице указаны для использования при напряжении 130 вольт. Поскольку невозможно (и фактически противоречит электрическим правилам) получить 130 вольт от любой нормальной сети, они обычно работают при более реалистичных 115 вольт в Северной Америке.При падении напряжения на 12 процентов ток также падает (нелинейно) примерно на 7 процентов, уменьшая фактическую мощность примерно на 18 процентов. Это, в свою очередь, снижает светоотдачу на 34 процента, но также увеличивает срок службы лампы в 7 раз. Это концепция «лампы с длительным сроком службы».

Сравнение стоимости электроэнергии

Киловатт-час — это единица энергии, и это единица, в которой покупается электричество. Стоимость электроэнергии в США обычно колеблется от 0 долларов.От 07 до 0,13 доллара за киловатт-час (кВтч), но может достигать 0,26 доллара за киловатт-час в некоторых регионах, таких как Аляска и Гавайи, где компактные люминесцентные лампы особенно популярны.

Ниже показано, как рассчитать общую стоимость электроэнергии при использовании лампы накаливания по сравнению с компактной люминесцентной лампой. (Также обратите внимание, что 1 кВтч = 1000 Втч).

Стоимость электроэнергии
(для 800–900 люмен по ставке 0,10 долл. США / кВтч)
Лампа накаливания: 60 Вт × 8000 в × 0 руб.101000 Вт · ч = 48 $ {\ displaystyle 60 ~ \ mathrm {W} \ times 8000 ~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0.10} {1000 ~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 48}
Компактная люминесцентная лампа: 14 Вт × 8000 в час × 0,101000 долл. США в час = 11,20 долл. США {\ displaystyle 14 ~ \ mathrm {W} \ times 8000 ~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0.10} {1000 ~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 11.20}

Средний срок службы ламп накаливания составляет около 750–1000 часов. Чтобы прослужить столько же, сколько одна компактная люминесцентная лампа, срок службы которой составляет от 11 250 до 15 000 часов, потребуется как минимум от 6 до 11 ламп накаливания.Это вызывает дополнительные общие затраты на использование ламп накаливания. Другие дополнительные (потенциальные) расходы могут возникнуть, если лампы находятся в труднодоступном месте и для их замены требуется специальное оборудование (например, сборщик вишен) и / или персонал.

Напряжение, светоотдача и срок службы

Лампы накаливания очень чувствительны к изменению напряжения питания. Эти характеристики имеют большое практическое и экономическое значение. При напряжении питания В,

  • Light Мощность примерно пропорциональна В 3.4
  • Мощность Потребление приблизительно пропорционально В 1,6
  • Срок службы приблизительно равен , обратно пропорционален В 16
  • Цветовая температура примерно пропорциональна В 0,42

Это означает, что снижение рабочего напряжения на 5 процентов увеличит срок службы лампы более чем в два раза за счет снижения ее светоотдачи примерно на 20 процентов. .Это может быть очень приемлемым компромиссом для лампочки, которая находится в труднодоступном месте (например, светофоры или светильники, подвешенные к высоким потолкам). Так называемые «долговечные» лампы — это просто лампы, в которых используется этот компромисс.

Согласно приведенным выше соотношениям (которые, вероятно, не точны для таких экстремальных отклонений от номинальных характеристик), эксплуатация 100-ваттной 1000-часовой лампы 1700 люмен при половинном напряжении продлит ее срок службы примерно до 65000000 часов или более 7000. лет — при снижении светоотдачи до 160 люмен, что примерно соответствует нормальной 15-ваттной лампе. Centennial Light — это лампочка, которая включена в Книгу рекордов Гиннеса как горящая почти непрерывно на пожарной станции в Ливерморе, штат Калифорния, с 1901 года. Однако мощность лампы составляет всего 4 Вт. Похожую историю можно рассказать о 40-ваттной лампочке в Техасе, которая освещается с 21 сентября 1908 года. Когда-то она находилась в оперном театре, где известные знаменитости останавливались, чтобы полюбоваться ее светом, но теперь находится в местном музее. [14]

В прожекторах, используемых для фотографического освещения, компромисс осуществляется в другом направлении.По сравнению с лампами общего назначения при той же мощности эти лампы излучают гораздо больше света и (что более важно) света с более высокой цветовой температурой за счет значительного сокращения срока службы (который может составлять всего 2 часа для типа P1. напольная лампа). Верхний предел температуры, при которой могут работать металлические лампы накаливания, — это температура плавления металла. Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления. Например, проекционная лампа со сроком службы 50 часов рассчитана на работу только на 50 ° C (90 ° F) ниже этой точки плавления.

Лампы также различаются по количеству опорных проводов, используемых для вольфрамовой нити накала. Каждая дополнительная опорная проволока делает нить механически прочнее, но отводит тепло от нити, создавая еще один компромисс между эффективностью и долгим сроком службы. Многие современные 120-вольтовые лампы не используют дополнительных опорных проводов, но лампы, предназначенные для «грубой эксплуатации», часто имеют несколько опорных проводов, а лампы, предназначенные для «вибрационной работы», могут иметь до пяти. Лампы, рассчитанные на низкое напряжение (например, 12 В), обычно имеют нити из гораздо более тяжелой проволоки и не требуют дополнительных опорных проводов.

Световая отдача и светоотдача

Крупный план вольфрамовой нити внутри галогенной лампы

Свет может расходовать энергию из-за того, что излучает слишком много света за пределами видимого спектра. Для освещения полезен только видимый свет, и некоторые длины волн воспринимаются как более яркие, чем другие. Принимая это во внимание, световая отдача — это отношение излучаемой полезной мощности к общему лучистому потоку (мощности). Он измеряется в люменах на ватт (лм / Вт). Максимально возможная эффективность составляет 683 лм / Вт.Световая отдача — это отношение световой отдачи к этому максимально возможному значению. Выражается в виде числа от 0 до 1 или в процентах. [15] Однако термин «световая отдача» часто используется для обеих величин.

Две взаимосвязанные меры — это общая световая отдача и общая световая отдача, которые делятся на общую потребляемую мощность, а не на общий лучистый поток. При этом учитывается больше способов потери энергии, поэтому они никогда не превышают стандартную световую отдачу и эффективность.Термин «световая отдача» часто используется неправильно и на практике может относиться к любому из этих четырех показателей.

В таблице ниже приведены значения общей световой отдачи и эффективности для нескольких типов ламп накаливания и нескольких идеализированных источников света. В аналогичной таблице в статье о световой эффективности сравнивается более широкий спектр источников света друг с другом.

Тип Общая световая отдача Общая световая отдача (лм / Вт)
40 Вт лампа накаливания вольфрама 1.9 процентов 12,6
60 Вт лампа накаливания вольфрама 2,1 процента 14,5
100 Вт лампа накаливания вольфрама 2,6 процента 17,5
стекло галогеновое 2,3 процента 16
кварцевый галоген 3,5 процента 24
высокотемпературная лампа накаливания 5,1 процента 35 [16]
идеальный черный радиатор при 4000 K 7.0 процентов 47,5
идеальный черный радиатор при 7000 K 14 процентов 95
идеальный источник белого света 35,5 процента 242,5
идеальный монохроматический источник 555 нм 100 процентов 683

Таким образом, обычная лампа мощностью 100 Вт для систем на 120 В с номинальной светоотдачей 1750 люмен имеет общую эффективность 17,5 люмен на ватт по сравнению с «идеальным» значением 242.5 люмен на ватт для одного типа белого света. К сожалению, вольфрамовые нити излучают в основном инфракрасное излучение при температурах, при которых они остаются твердыми (ниже 3683 кельвина). Дональд Л. Клипштейн объясняет это следующим образом: «Идеальный тепловой излучатель наиболее эффективно излучает видимый свет при температуре около 6300 ° C (6600K или 11500 ° F). Даже при такой высокой температуре большая часть излучения является либо инфракрасным, либо ультрафиолетовым, а теоретическая световая отдача [sic] составляет 95 люмен на ватт ». Ни один из известных материалов не может использоваться в качестве нити накала при этой идеальной температуре, которая выше, чем поверхность солнца.

Банкноты

  1. ↑ TeraLab, Lamp Outpsy. Проверено 9 августа 2007 года.
  2. ↑ Фредерик Г. Хохграф, Проверка ламп на включение и выключение в дорожно-транспортных происшествиях. Проверено 9 августа 2007 года.
  3. ↑ Мэтью Джозефсон, Эдисон: Биография (МакГроу Хилл, 1959).
  4. ↑ Тревор Уильямс и Т.К. Дерри, Краткая история технологии (Oxford University Press, 1960).
  5. ↑ Министерство энергетики США, Озеленение федеральных объектов, 2-е издание, Компактное флуоресцентное освещение.Проверено 22 февраля 2007 г.
  6. ↑ Группа демократов в Ассамблее штата Калифорния, член Ассамблеи Ллойд Ф. Левин. Проверено 9 августа 2007 года.
  7. ↑ Conntact.com, От редакции: Над их головами загорелась лампочка. Проверено 9 августа 2007 года.
  8. ↑ Associated Press, лампочка Эдисона может оказаться под угрозой.
  9. ↑ The New Zealand Herald, Стандартные лампочки, которые нужно выключить. Проверено 9 августа 2007 года.
  10. ↑ Чинта Паксли, Онтарио может запретить использование старых лампочек.Проверено 9 августа 2007 года.
  11. ↑ CBC News, Новая Шотландия обдумывает выключатель лампочки. Проверено 9 августа 2007 года.
  12. ↑ BBC News, Лампочки должны быть эффективными «к 2009 году». Проверено 9 августа 2007 года.
  13. ↑ Expatica, Больше никаких ламп накаливания. Проверено 9 августа 2007 года.
  14. ↑ Домашнее освещение и аксессуары, мощность в ваттах? Прощальный взгляд на освещение. Проверено 9 августа 2007 года.
  15. ↑ Международное объединение чистой и прикладной химии, спектрохимия. Проверено 9 августа 2007 года.
  16. ↑ Дональд Л. Клипштейн, The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Получено 9 августа 2007 г.

Список литературы

  • Дерри Т.К. и Тревор Уильямс. 1993. Краткая история технологии. Mineola, NY: Dover Publications. ISBN 0486274721
  • Фридель, Роберт и Пол Исраэль. 1987. Электрический свет Эдисона: биография изобретения. Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгерса. ISBN 0813512549
  • Хьюз, Томас П.1977 г. «Метод Эдисона». В Technology at the Turning Point, под редакцией У. Б. Пикетта. Сан-Франциско, Калифорния: San Francisco Press. ISBN 0

    2360

  • Хьюз, Томас П. 2004. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 гг. . 2-е изд. Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0226359271
  • Джозефсон, Мэтью. 1992. Эдисон: Биография. Хобокен, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 0471548065
  • Мэтьюз, Джон Р. 2005. Лампочка .Изобретения, которые сформировали мир. Лондон: Франклин Уоттс. ISBN 0531167216

Внешние ссылки

Все ссылки получены 28 февраля 2018 г.

Источники света / освещения:

Естественные / доисторические источники света:

Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния

Источники света горения:

Ацетиленовые / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Светильники

Ядерные / химические источники света прямого действия:

Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)

Источники электрического света:

Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы

Разрядные источники света высокой интенсивности:

Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы

Другие источники электрического света:

Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

(PDF) Нелинейная природа лампы накаливания: экспериментальное исследование

Нелинейная природа лампы накаливания: экспериментальное исследование

Йогеш Рохилла

Департамент EEE,

IET, JK Lakshmipat University,

ur 9000, Индия.

[email protected]

Динеш Кумар

Департамент ЭМС и гармоник,

Глобальный научно-исследовательский центр, Danfoss Drives A / S,

Грастен 6300, Дания

Краткое содержание — Лампа накаливания играет важную роль в

электрическое освещение и используются во всем мире.

уже много лет используется в качестве классического светового решения, и до сих пор

считается родительским источником освещения. В этих лампах для излучения света используется вольфрамовая нить

. Лампа накаливания

, являясь резистивным устройством, сохраняет высокий коэффициент мощности. В данной работе нелинейность сопротивления

лампы накаливания была экспериментально подтверждена с помощью небольшого количества лабораторных приборов. На основе этого исследования

взаимосвязь между различными электрическими параметрами разработана, чтобы

понять нелинейность лампы накаливания.Это исследование

важно для анализа энергопотребления и эффективности любой инфраструктуры освещения

.

Ключевые слова: лампа накаливания, освещение, нелинейное сопротивление,

вольфрамовая нить.

I. I

ВВЕДЕНИЕ

Лампа накаливания или лампа накаливания или просто

Лампа (как ее называют в Индии) — это электрическое осветительное устройство.

Лампа накаливания состоит из проволочной нити накала, которая нагревается

до высокой температуры и начинает светиться.Он излучает видимый свет или

ламп накаливания. Металлическая нить защищена от окисления

, поэтому она выдерживает высокие температуры. Для защиты используется стакан

, заполненный инертным газом (инертный) или вакуумом.

Электрический ток к лампе накаливания подводится через клеммы (или контакты)

, встроенные в стеклянную крышку. Розетка

используется для электрических соединений, а также для механической поддержки лампы

.Лампа накаливания

, являясь резистивным устройством, может работать как от источника переменного, так и постоянного тока

.

Лампы накаливания доступны в различных формах по

размера, цвета, светового излучения, номинального напряжения, номинальной мощности и формы

. Выбор этих параметров зависит от требований приложения

. Эти лампы дешевле по сравнению с другими осветительными решениями

. Область применения этих ламп: освещение жилых помещений

, коммерческое освещение, автомобильное освещение, фонари

, переносное освещение, украшение и освещение

рекламы.Помимо этих общих применений, лампы накаливания

также используются в некоторых специальных приложениях, таких как инкубаторы

и ящики для выращивания птицы, инфракрасный обогрев для

промышленных и сушильных применений, тепловое освещение для резервуаров для рептилий,

и лавовые лампы. и др. [1, 2].

В настоящее время на рынке также доступны многие другие световые решения

, такие как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и

светодиоды (светодиоды)

, которые

являются высокоэффективными по сравнению с лампами накаливания.Лампы накаливания всего

преобразуют 5% потребляемой электроэнергии в видимый свет.

Кроме того, световая отдача лампы накаливания на

ниже, чем у КЛЛ и светодиодов. Это почти 15 люмен на ватт для лампы накаливания

по сравнению с 40–60 люмен на ватт и

70–150 люмен на ватт для КЛЛ и светодиодов соответственно [3, 4].

Срок службы лампы накаливания также короче, чем у других осветительных приборов

вариантов.Это примерно 1000 часов по сравнению с 10000

часами для КЛЛ и 30000 часов для светодиодов [5].

Основным преимуществом лампы накаливания является ее более низкая стоимость [6],

, что составляет всего от 10% до 15% от КЛЛ или светодиодных ламп при том же световом потоке

люмен [7, 8]. КЛЛ и светодиодные лампы включают в себя электронную схему

, которая является нелинейной по своей природе и является основным источником низких

(ниже 2 кГц) и высокочастотных (выше 2 кГц) гармоник и

низкого коэффициента мощности в зависимости от используемой технологии, тогда как

лампы накаливания не излучают гармоник и имеют единицу

плохой фактор [9, 10].

Лампа накаливания — это резистивный прибор

, как известно. Сопротивление вольфрамовой нити накаливания, используемой в лампе накаливания

, имеет нелинейные характеристики, т.е. соотношение

между напряжением и током не является линейным. Кроме того, мощность

, потребляемая лампой, не пропорциональна квадрату приложенного напряжения

, которое было бы, если бы сопротивление было линейным. Но оно изменяется на

пропорционально приложенному напряжению в 1,6 раза [11, 12].Причина

кроется в положительном температурном коэффициенте сопротивления вольфрамовой нити

. Несмотря на то, что нелинейный характер лампы накаливания

хорошо задокументирован в существующей литературе,

, но всестороннее исследование и экспериментальная проверка по-прежнему отсутствуют, насколько известно авторам. Таким образом, в этой статье

нелинейные характеристики лампы накаливания

были проанализированы и подтверждены экспериментальными результатами.

Помимо вводного раздела, этот документ организован

следующим образом: в разделе II описана конструкция лампы накаливания

, в разделе III обсуждаются характеристики нелинейного сопротивления

лампы накаливания, в разделе IV описываются экспериментальные

. Установка, раздел V включает подробное обсуждение результатов экспериментов

, а затем следует заключение.

, (((

Первый международный симпозиум 2019 г. по контрольно-измерительным приборам). , Искусственный интеллект и робототехника (ICA-SYMP)

73

Основные характеристики источников света

Скотт Уотсон

Источники света, такие как лампы накаливания, галогены, люминесцентные лампы, светодиоды и некоторые другие, обладают основными характеристиками.У них тоже есть свои положительные и отрицательные стороны. На самом деле, во всем мире используются разные типы источников света. Ни один из них не оказался подходящим для всех приложений. В этой статье вы узнаете больше о положительных и отрицательных сторонах источников освещения. Это поможет вам лучше понять систему светодиодного освещения. Давайте посмотрим на некоторые характеристики.

• Качество света
Это самая первая характеристика многих источников света.Качество излучаемого света очень важно. Он показывает, насколько хорош или плох источник освещения. В основном, под характеристикой качества света рассматриваются две простые меры. Они включают коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Эти два показателя предлагают широкий обзор большинства источников света. CCT объясняет цветовую температуру источников света. Например, желтый цвет обычно более горячий, чем красный. С другой стороны, CRI описывает систему воспроизведения различных цветов, видимых в источниках света.Например, CRI 100 идеален, тогда как CRI 82 лучше, чем у 60.

Известно, что типичная лампа накаливания имеет CRI 100 и CCT 2850K. Люминесцентные лампы обычно известны тем, что имеют разные уровни CRI и CCT. Типичная люминесцентная лампа может иметь CRI 82 и CCT 4100K. Обычно это приводит к появлению белого цвета лампочки.

• Эффективность
Эффективность источников света также имеет большое значение. Это говорит об их эффективности и количестве света, которое они излучают, а также об их потребляемой энергии.Когда дело доходит до эффективности, лампы накаливания находятся на самом низком уровне. Они просто служат резисторами. Типичная лампа накаливания мощностью 60 Вт дает 830 люмен. Лампы накаливания с более высокой мощностью также более эффективны, чем лампы с малой мощностью.

Известно, что люминесцентные лампы имеют более высокий КПД по сравнению с лампами накаливания. Типичная 4-футовая люминесцентная лампа обычно дает 2700 люмен при мощности 32 Вт. Это составляет 84 лм / Вт. Однако лампу накаливания можно легко подключить к сети переменного тока 120 В, что делает ее очень простой в использовании.Но люминесцентная лампа требует балласта для преобразования энергии. Известно, что большинство балластов эффективны, но это зависит от уровня их способности нести трубки.

• Время
Время — еще одна важная характеристика источников света. Он покрывает мерцание и время включения. Когда дело доходит до времени включения, лампы накаливания, как известно, очень просты. При подаче на них питания они легко сразу включаются. Они просто светятся на полную мощность.С другой стороны, люминесцентные лампы требуют дополнительного времени. Они также могут быть очень сложными. В большинстве случаев перед включением люминесцентной лампы может пройти несколько минут. Нить накала обычно предварительно нагревается перед созданием плазменной дуги, чтобы обеспечить долговечность трубки. Время предварительного нагрева обычно составляет до 700 мсек. Когда лампу в конце концов надели, может пройти несколько минут, прежде чем она станет полностью яркой. Эта задержка на самом деле является одним из основных недостатков большинства люминесцентных ламп. При использовании таких лампочек вы можете не увидеть свет.У некоторых люминесцентных ламп время включения меньше. Натриевые уличные фонари включаются через несколько минут. Обычно это бывает, когда их надевают на ночь.

HID-лампы обычно не включаются снова после того, как вы их выключили. Вам нужно подождать примерно 10-15 минут, прежде чем вы сможете снова их надеть. Это может быть очень проблематично, особенно при внезапном отключении электроэнергии. Возможно, вам придется подождать несколько минут, чтобы включить HID-лампы.

Между тем, термин «мерцание» относится к тому, что происходит, когда свет выключается каждый раз, когда линия переменного тока проходит через 0 вольт.Известно, что в этом обычно участвует большинство ламп накаливания. Однако вы можете не заметить этого, поскольку у них есть нити, которым требуется достаточно времени, чтобы остыть. Это делает изменение света незамеченным. Нить лампы накаливания обычно имеет большую тепловую постоянную времени. Вы можете обнаружить это, когда выключите лампу накаливания. Свет обычно продолжает гореть в течение нескольких секунд после выключения.

С другой стороны, люминесцентные лампы гаснут плазменную дугу в течение 100 мкс.Вот почему люминесцентная лампа на 10 кГц имеет преимущество в эффективности на 10% по сравнению с лампой с емкостью 60 Гц. Обычно это вызывает выключение и включение люминесцентной лампы 50 или 60 раз в секунду. В большинстве случаев это вызывает раздражающее мерцание большинства люминесцентных ламп.

Светодиодные лампы также сталкиваются с такими проблемами, поскольку обычно выключаются быстрее, чем обычные люминесцентные лампы.

• Затемнение
Большинство источников света обычно имеют проблемы с затемнением. Например, лампы накаливания понижают свой уровень CCT по мере того, как тускнеют.Обычно это заставляет их казаться более красными.

Люминесцентные лампы также отключаются, когда становятся тусклыми. Они обычно воспринимают пропущенное напряжение как явное снижение среднего напряжения в сети. Опять же, если напряжение, подаваемое на балласт люминесцентной лампы, уменьшается, ток дуги и мощность накала также уменьшаются. Это сокращает срок службы трубки. У светодиодов также есть проблемы с затемнением. Их можно сделать затемненными.

• Старение
Проблемы старения также возникают в большинстве источников света.Если одна из нескольких ламп накаливания заменяется в приборе, это может указывать на то, что старые лампы со временем изнашиваются. Тот же сценарий наблюдается и с люминесцентными лампами и светодиодами. Однако продолжительность старения для всех источников света различается. Срок службы лампы накаливания составляет 100 часов. Люминесцентные лампы имеют сложный срок службы, поскольку их срок службы зависит от того, сколько часов они используются, а также от используемых циклов включения / выключения. В основном их срок службы составляет 10 000 часов использования.

Светодиоды имеют более длительный срок службы. Это потому, что они сделаны из полупроводников, которые служат годами. Светодиоды могут служить тысячи часов. Их средний срок службы составляет 50 000 часов.

В целом, приведенные выше характеристики источников света помогут вам узнать больше о различных типах световых систем. Вы можете использовать их в качестве базовых знаний, когда будете больше изучать светодиоды и их режимы работы.

От дуги к лампам накаливания, флуоресцентным лампам и светодиодам

Введение

Изобретение и использование искусственного света имело решающее значение для развития цивилизации, поскольку оно позволило людям увеличить продолжительность дня.Сегодня некоторые лампочки имеют регулируемую яркость, их срок службы составляет более 15 000 часов. Однако не всегда лампочка была такой эффективной и надежной. Научному сообществу потребовалось более 200 лет, чтобы модернизировать лампочку. В этой статье мы обсудим эволюцию электрического света и разработку современной лампочки .

Дуговая лампа

Эволюция искусственного света началась с изобретения дуговой лампы в начале 1800-х годов изобретателем и химиком из Корнуолла по имени Хамфри Дэви.Угольная дуговая лампа была первой коммерчески успешной формой электрической лампы.

Эксплуатация: В дуговой угольной лампе электроды представляют собой угольные стержни, находящиеся на открытом воздухе. Чтобы инициировать реакцию на зажигание лампы, стержни должны соприкасаться друг с другом. Это позволяет при относительно низком напряжении зажигать дугу. Дуга — это электрический разряд, возникающий при ионизации газа. После первоначального контакта между стержнями они медленно раздвигаются, поскольку электрический ток нагревает и поддерживает дугу в зазоре.Концы углеродного стержня нагреваются этой дугой, и углерод начинает испаряться. Этот светящийся углеродный пар дает яркий свет. Учитывая характеристики этой реакции, стержни в конечном итоге перегорают, и расстояние между ними необходимо регулярно регулировать для поддержания дуги. Было изобретено множество механических устройств для регулирования расстояния между угольными стержнями после возникновения начальной дуги. Большинство этих изобретений было основано на соленоидах.

Замечания: В XIX веке угольная дуговая лампа была единственным электрическим светом, способным освещать большие площади.Эти лампы оказались дешевле газовых или масляных ламп, когда их использовали для уличного освещения. Однако углеродные стержни пришлось заменить через короткий промежуток времени, и замена их стала постоянной работой в городе. Лампы излучают опасные ультрафиолетовые лучи и могут вызывать радиопомехи. Дуговые лампы также были довольно опасны для использования в помещениях, поскольку они могли легко вызвать возгорание в результате чрезмерного нагрева или излучения искр.

Углеродная дуговая лампа: для этой конкретной модели необходимо вручную регулировать расстояние между стержнями.Любезно предоставлено Википедией.

Лампа накаливания

Многие ученые могут подтвердить изобретение ламп накаливания еще в 1761 году, когда Эбенезер Киннерсли, ученый и изобретатель английского происхождения, продемонстрировал нагрев провода до накала. Томас Эдисон часто занимается коммерциализацией ламп накаливания в Соединенных Штатах, так как ему удалось создать лучший вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработать винт Эдисона.Винт Эдисона теперь является стандартным патроном для лампочек. К октябрю 1879 года Эдисон и его команда создали лампу накаливания с обугленной нитью из хлопковой нити, которая могла работать около 14,5 часов. Экспериментируя с различными нитями, они обнаружили, что использование бамбука гарантирует срок службы до 1200 часов. Таким образом, эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона.

Операция: Современная лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить.Вольфрам используется, поскольку он имеет чрезвычайно высокую температуру плавления. Электрический ток проходит через нить накала и нагревает ее до температуры, при которой возникает свет. Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянный держатель, прикрепленный к основанию лампы. Это позволяет электрическим контактам проходить через оболочку без утечки газа или проникновения воздуха. Маленькие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и ее подводящие провода. Стеклянный кожух содержит вакуум или инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения.

Замечания: В отличие от дуговых ламп, обсуждаемых ранее, лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования. Они имеют относительно низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают с переменным током или постоянным током . В результате лампы накаливания получили широкое распространение в домашнем и коммерческом освещении. Однако, что касается эффективности, лампа накаливания однозначно имеет свои недостатки. Они преобразуют менее 5% потребляемой энергии в видимый свет.Оставшаяся энергия выделяется в виде тепла.

Лампа накаливания: Схема, на которой показаны соответствующие части лампы. Предоставлено 123RF.

Люминесцентная лампа

В 1890-х годах Томас Эдисон и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами, но ни один из изобретателей не смог их серийно производить. Только в начале 20 века Питер Купер Хьюитт, инженер-электрик американского происхождения, создал сине-зеленый свет, пропустив ток через пары ртути.Лампы Хьюитта оказались значительно более эффективными, чем лампы накаливания. Однако они также были непрактичными из-за цвета света.

В 1974 году исследователи из Osram Sylvania начали исследовать способы регулировки цвета излучаемого света и минимизации размера балласта, чтобы сделать лампу более практичной. В 1976 году Эдвард Хаммер из General Electric открыл способ изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первый компактный люминесцентный свет (КЛЛ).

Операция: Подобно лампе накаливания, люминесцентные лампы состоят из герметичной стеклянной трубки с электродом на обоих концах.Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон, который находится под очень низким давлением. Эта трубка также содержит порошок люминофора, нанесенный на внутреннюю поверхность стекла.

При прохождении тока через лампу на электродах наблюдается значительное падение напряжения. Затем электроны ускоряются через газ от одного конца трубки к другому. Этот процесс испаряет ртуть внутри трубки. Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, они сталкиваются с газообразными атомами ртути.Эти столкновения толкают электроны в атомах ртути на более высокие энергетические уровни. Когда электроны возвращаются в свое основное состояние , они испускают фотоны.

Соображения: Что касается эффективности, то компактный люминесцентный свет (КЛЛ) потребляет примерно на 75% меньше энергии и служит примерно в 10 раз дольше, чем лампа накаливания. Однако мерцание, которое возникает с высокой частотой, может раздражать людей и вызывать напряжение глаз или мигрень. Кроме того, флуоресцентный свет сильно рассеивается, что делает его непрактичным для сфокусированных лучей, таких как фары или фонарики.

Люминесцентная лампа: Схема работы люминесцентной лампы. Любезно предоставлено HowStuffWorks.

Светоизлучающий диод (LED)

В 1962 году светодиоды использовались как практические электронные компоненты. Эти светодиоды могли излучать только инфракрасный свет низкой интенсивности. Первые видимые светодиоды также имели низкую интенсивность и ограничивались красным светом. Первые коммерческие светодиоды обычно использовались в качестве замены ламп накаливания и неоновых индикаторных ламп. Они также использовались в семисегментных дисплеях.До 1968 года светодиоды видимого и инфракрасного диапазона были чрезвычайно дорогими (200 долларов за единицу) и поэтому имели ограниченную практичность. Сегодня доступны современные светодиоды видимого, ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов с высокой интенсивностью излучения.

Эксплуатация: Светодиод — это двухпроводниковый источник света с двумя выводами. Это просто диод с p-n переходом, который при активации излучает свет. Диод, в его основной форме, представляет собой электронное устройство, которое позволяет току течь в определенном направлении, прерывая его течение в противоположном направлении.Когда к выводам прикладывается пороговое напряжение (обычно между 0,5-0,7 вольт), электроны начинают перемещаться по цепи и рекомбинировать с электронными дырками внутри устройства. Это явление высвобождает энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией. Цвет излучаемого света полностью зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника. Например, синий свет обычно получается с использованием нитрида иридия-галлия с прямой запрещенной зоной ~ 2,6 эВ.

Замечания: Светодиоды имеют много преимуществ перед лампами накаливания и люминесцентными источниками света. Светодиоды чрезвычайно энергоэффективны и имеют срок службы более 20 лет. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования или балластов. Они также очень прочные и маленькие, что делает их подходящими для множества различных применений, включая авиационное освещение, автомобильные фары, рекламу, общее освещение, светофоры, вспышки фотоаппаратов, обои с подсветкой, освещение для выращивания растений и медицинские приборы.

Синий светодиод. Любезно предоставлено AdaFruit.

Заключение

Несмотря на то, что с начала 19 века в области искусственного освещения были внесены существенные улучшения, прогресс не прекратился. Возможность повышения эффективности, надежности, долговечности и эстетики всегда присутствует.

Знаете ли вы, что на торговой площадке FindLight имеется множество источников некогерентного света, включая встроенные светодиодные модули, светодиоды высокой мощности, лампы и многое другое.

Каковы рабочие характеристики ламп накаливания?

1.Световая отдача

Если лампа накаливания работает при температуре плавления вольфрама (3 653 К), при отсутствии потери теплопроводности и конвекции теоретическая световая отдача может достигать 53 лм.Вт-1. Каковы рабочие характеристики ламп накаливания? Световая отдача реальной лампы накаливания намного ниже этого значения. Возьмем, к примеру, современную лампу накаливания для общего освещения с номинальным сроком службы 1000 часов и ее светоотдачей 8 ~ 21.5лм.W-1.

Каковы рабочие характеристики ламп накаливания? Причина, по которой световой КПД лампы накаливания настолько низок, в основном потому, что большая часть ее энергии переходит в инфракрасное излучение, а доля видимого излучения очень мала, обычно менее 10%.

2. Таблица цветов и цветопередача

Обычные лампы накаливания имеют низкую цветовую температуру, около 2800 К, и хорошую таблицу цветов. По сравнению с солнечным светом 6000 К свет лампы накаливания желтоватый и теплый.Излучение лампы накаливания покрывает всю область видимого света, и ее цветопередача не имеет себе равных в искусственном источнике света, общий индекс цветопередачи Ra = 100.

3. Выключатель света

В нормальных условиях выключатель света не влияет на срок службы светильника. Только когда нить накала становится довольно тонкой после зажигания, механическое напряжение, вызванное быстрым изменением температуры, вызванным переключателем, приведет к повреждению нити.Но есть одна вещь, на которую следует обратить внимание при переключении света, то есть ток света очень большой в момент включения света.

Это связано с положительными характеристиками сопротивления вольфрама, а его сопротивление при рабочей температуре намного больше, чем в холодном состоянии (20 ℃). Как правило, тепловое сопротивление нити накаливания в 12–16 раз превышает сопротивление холоду. Поэтому при использовании большого количества ламп накаливания следует запускать лампы партиями.Каковы рабочие характеристики ламп накаливания?

4. Диммирование

Обычные лампы накаливания можно регулировать без ограничений. Рабочая температура нити лампы затемнения снижается, поэтому цветовая температура лампы снижается, а световая отдача лампы снижается, но увеличивается срок службы. Таким образом, преимущество долгого срока службы достигается за счет световой отдачи. Когда лампа почти постоянно тускнеет, обычно лучше использовать лампу накаливания с меньшей мощностью.

Когда лампа накаливания работает ниже 50% номинального напряжения, лампа почти не излучает свет. Однако потери энергии в это время все же не малы. Каковы рабочие характеристики ламп накаливания? Поэтому мы предлагаем при затемнении на эту глубину лучше сразу выключать свет.

5. Влияние изменений напряжения питания

При изменении напряжения питания изменяются рабочие характеристики лампы накаливания.Например, когда напряжение источника питания увеличивается, рабочий ток и мощность лампы увеличиваются, рабочая температура нити накала увеличивается, светоотдача и световой поток увеличиваются, а срок службы сокращается.

https://www.cntoplighting.com/

Lightopedia.com — Характеристики света

Расчет на основе типовых ламп накаливания

На этой диаграмме показано количество люменов, создаваемых обычными лампами накаливания.

Руководство по яркости лампы: шкала люмена

В прошлом потребители использовали мощность в ваттах для оценки яркости лампы. Однако мощность не является точным показателем яркости лампы. Энергоэффективные источники света, такие как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), имеют гораздо меньшую мощность, но при этом производят большое количество света. Мощность — это просто мера количества потребляемой энергии. С другой стороны, светоотдача является мерой светового потока или, проще говоря, яркости лампы.Он измеряется в ЛЮМЕНАХ.

По мере того, как все больше потребителей узнают об этом распространенном заблуждении, люмены станут одним из наиболее важных факторов при выборе лампы.

Итак, если вы все еще спрашиваете лампу WATT, которая вам нужна, вы задаете неправильный вопрос.

Просто помните, больше люмен = больше света.

В таблице справа показаны типичные значения LUMEN для ламп накаливания.

Индекс цветопередачи

CRI, или индекс цветопередачи (Ra), измеряет, насколько хорошо данный источник света передает цвет.Ученые оценивают это, используя 8 эталонных цветов и сравнивая то, как они выглядят под источником света, с тем, как те же цвета выглядят под двумя эталонными источниками: светом накаливания (для ламп теплого цвета) и дневным светом (для ламп холодного цвета). CRI представлен числом по шкале от 0 до 100, где 0 означает «плохо», а 100 — «отлично». Чем меньше число, тем более искаженным будет цвет под источником света. Как вы можете видеть на этих двух изображениях, источник света может улучшать или искажать цвета объекта.


  • Плохой индекс цветопередачи
  • Хороший CRI

Коррелированная цветовая температура: теплый или холодный

Внешний вид цвета, также известный как коррелированная цветовая температура (CCT), является мерой того, насколько теплый или холодный источник света кажется человеческому глазу. Он измеряется в градусах Кельвина.

Большинство источников света имеют температуру Кельвина в диапазоне от 2700K до 6500K.Для справки: дневной свет в полдень имеет температуру Кельвина 5000 К. Источники света накаливания обычно находятся в диапазоне от 2700 до 3500 К. Компактные люминесцентные лампы и светодиоды могут иметь диапазон от 2700 до 6500 К. Чем выше температура Кельвина, тем холоднее кажется источник света, а чем ниже температура Кельвина, тем теплее кажется источник света.

Как выбрать настольную лампу: лампы накаливания, люминесцентные, галогенные лампы

Настольная лампа предназначена для освещения небольшой площади таким образом, чтобы снизить нагрузку на глаза.Настольные лампы могут иметь различный дизайн и иметь ряд функций, например регулируемую высоту и кронштейны. Однако самый важный аспект настольной лампы — это свет, который она дает.

К распространенным типам ламп относятся лампы накаливания, люминесцентные лампы и галогенные лампы. Покупая настольную лампу, убедитесь, что вы можете различать каждый тип. Ниже мы объясняем характеристики каждого типа света и когда их использовать.

Лампы накаливания

Лампы накаливания излучают свет за счет тепла, в частности, от вольфрамовой нити, которая горит в колбе.Лампа накаливания теплее по сравнению с другими лампами и выглядит слегка желтоватой, что делает ее отличным источником света для вечеров. Лампы накаливания дешевле, но имеют короткий срок службы от 600 до 1200 часов.

Лампа накаливания Catalina Lighting Edge-Mount, лампа накаливания 60 Вт, $ 22,99 Лампы накаливания Catalina Lighting 40 Вт, 2 лампы, $ 3,49

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы более энергоэффективны, чем лампы накаливания, а также имеют более длительный срок службы.Свет от типичной люминесцентной лампы более холодный (менее желтый) по сравнению с лампой накаливания, что делает его более похожим на естественный дневной свет. В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы не достигают максимальной яркости сразу после включения и начинают мигать, когда их необходимо заменить. [/ Su_column]

Компактная спиральная люминесцентная лампа Havells 23 Вт, 3 шт., $ 29,39

Галогенные лампы

Галогенные лампы излучают яркий белый свет, поэтому отлично подходят для настольных ламп.Тем не менее, они также производят интенсивное сияние, и их необходимо затемнить, чтобы лампочка не попала в поле вашего зрения. Галогенные лампы горят сильнее, чем лампы накаливания, и токсичны внутри, поэтому вам нужно проявлять особую осторожность при замене или работе с сломанными лампами. [/ Su_column]

Настольная лампа Catalina Lighting, галогенная лампа 50 Вт, $ 64,99

Ищете дополнительные советы по максимально эффективному использованию рабочего места? Подпишитесь на нас в LinkedIn и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.[/ su_column]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.